[發明專利]一種三維鋰離子電池及制備方法

在審

• 申請號: 201710840697.7
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107819130A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 賴見;李青海;劉進;康書文;袁智斌;秦聚鑫
• 申請（專利權）人: 湖北猛獅新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/80
• 分類號: H01M4/80;H01M4/62;H01M4/131;H01M4/134;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產權事務所42218
• 代理人: 帥玲

1.一種三維鋰離子電池，包括外殼（1）、隔膜（2）、負極片（3）、正極片（4）、正極耳（5）、負極耳（6）、電解液（7），其特征在于：所述正極片（4）所用鋁箔為三維泡沫多孔鋁箔，負極片（3）所用銅箔為三維泡沫多孔銅箔。

2.根據權利要求1所述的一種三維鋰離子電池，其特征在于：所述三維泡沫多孔鋁箔是將鋁箔制成三維泡沫多孔結構的鋁箔，其厚度為0.1mm-5mm，孔徑為0.05mm-10mm，孔隙率30%-80%；所述三維泡沫多孔鋁箔是具有通孔的三維立體結構及毛細結構。

3.根據權利要求1所述的一種三維鋰離子電池，其特征在于：所述三維泡沫多孔銅箔是將銅箔制三維泡沫多孔結構的銅箔，其厚度為0.1mm-5mm，孔徑為0.05mm-10mm，孔隙率為30%-80%；所述三維泡沫多孔銅箔是具有通孔的三維立體結構及毛細結構。

4.一種權利要求1所述的一種三維鋰離子電池制備方法，其特征在于：所述正極片包括三維泡沫多孔鋁箔、正極添加劑納米Al₂O₃、高鎳正極材料；負極片包括三維泡沫多孔銅箔、負極添加劑納米Al₂O₃、硅負極材料。

5.根據權利要求4所述的一種三維鋰離子電池制備方法，其特征在于：所述高鎳正極材料包括高鎳含量的鎳鈷鋁酸鋰、高鎳含量的鎳鈷錳酸鋰中的一種或者兩種混合物，其中Ni：Co：Mn或Al， Ni比例為80%以上。

6.根據權利要求4所述的一種三維鋰離子電池制備方法，其特征在于：所述硅負極材料包括硅碳負極、硅氧負極中的一種或者兩種混合物。

7.根據權利要求4所述的一種三維鋰離子電池制備方法，其特征在于：三維鋰電池制備方法如下：

A、正極片（4）制備方法：

A1、將高鎳正極材料：90%-97%，正極添加劑納米Al₂O₃：1%-2%，正極導電劑：1%-3%，正極粘合劑：1%-5%放入攪拌機桶內混合均勻，再按照40%-75%固含量加入N-甲基吡咯烷酮或者去離子水攪拌混合均勻配制得正極漿料；

A2、再將正極漿料按照40mg/cm²-60mg/cm²面密度重量均勻地涂敷在三維泡沫多孔鋁箔上，經過涂布機烘箱烘干制備得面密度和厚度均勻的正極片（4）。

B、負極片（3）制備方法：

B1、將硅負極材料：90%-95%，負極添加劑納米Al₂O₃：1%-2%，負極導電劑：1%-3%，負極粘合劑：3%-5%放入攪拌機桶內混合均勻，再按照40%-75%固含量加入N-甲基吡咯烷酮或者去離子水攪拌混合均勻配制得負極漿料；

B2、再將負極漿料按照10mg/cm²-30mg/cm²面密度重量均勻地涂敷在三維泡沫多孔銅箔上，經過涂布機烘箱烘干制備得面密度和厚度均勻的負極片（3）。

C、按照A、B步驟方法制備得合格的正極片（4）和負極片（3），經過輥壓、制片工序后，采用隔膜（2）隔離正極片（4）和負極片（3）進行疊片或卷繞制備得電芯，將電芯放入外殼（1）內，再經過烘烤去除水分，將電解液（7）注入外殼（1）內，再經封口、化成、檢測工序制備得高容量、高倍率、高安全、長循環的三維鋰離子電池。

8.根據權利要求7所述的一種三維鋰離子電池制備方法，其特征在于：所述正極導電劑為電石墨、乙炔黑、納米銀粉、碳納米管、石墨稀一種或者幾種混合物，正極粘合劑為聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠一種或者幾種混合物；負極導電劑為電石墨、乙炔黑、納米銀粉、碳納米管、石墨稀一種或者幾種混合物，負極粘合劑為偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠一種或者幾種混合物。