[發明專利]一種高安全、長循環壽命的鋰離子電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201711330595.7
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108091927A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 謝清亮;李華;王耐清;林濤;程友明;齊士博;李小兵;胡澤林;文一波
• 申請（專利權）人: 桑頓新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/058;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0567;H01M10/42;B82Y30/00
• 代理公司: 長沙楚為知識產權代理事務所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

本發明公開了一種高安全、長循環壽命的鋰離子電池及其制備方法，通過針對性地使用經過表面處理的高鎳三元正極材料，雙面涂覆不同厚度納米Al2O3涂層的隔膜，以及含有防過充電添加劑的電解液，不僅保證了電池的安全性能，同時兼顧了電池的能量密度和循環壽命。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，具體地說，涉及一種高安全、長循環壽命的鋰離子電池及其制備方法。

背景技術

19世紀以來，工業迅猛發展的同時，化石能源面臨著日益枯竭的危機，附帶的工業污染和有害氣體的排放使得人類生存環境不斷惡化。人類面臨著嚴峻挑戰：能源危機和環境污染。鑒于此，世界各國政府都大力尋找和發展綠色能源。近二十年以來，各國政府都大力推動和扶持鋰離子電池混合電動車(HEV)和純電動汽車(EV)的發展。鋰離子電池由于其擁有高能量密度，無記憶效應，自放電率低，循環壽命長，潔凈無污染等優勢受到了各國的青睞。但實際應用過程中，能量密度、循環壽命、安全等性能仍然無法滿足需求。在此背景下，高容量正極材料，長循環壽命和高安全性能鋰離子電池的研究和開發已成為了國內外研究熱點。

作為鋰離子電池的最為關鍵的正極材料，傳統的正極材料采用鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等，由于其材料本身的理論克容量較低，已無法滿足更高能量密度的需求。研究和發展具有高容量的正負極材料成為鋰離子電池行業主要的研究方向之一。NCM三元正極材料尤其是高鎳NCM三元正極材料由于其特殊的性質(克容量隨著Ni占比的提高而不斷提高)已經得到了各國重點研究和應用。但高鎳NCM三元正極材料在實際使用過程中仍然存在著循環容量保持率低、安全性能差等缺陷，如何在兼顧電池能量密度的前提下，提高電池的循環壽命和安全性能，已是個緊迫艱巨的任務。

有鑒于此特提出本發明。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種高安全、長循環壽命的鋰離子電池及其制備方法，通過針對性地使用經過表面處理的高鎳NCM三元正極材料，雙面涂覆不同厚度納米Al2O3涂層的隔膜，以及含有防過充電添加劑的電解液，不僅保證了電池的安全性能，同時兼顧了電池的能量密度和循環壽命。

為解決上述技術問題，本發明采用技術方案的基本構思是：

本發明一方面提供一種高安全、長循環壽命的鋰離子電池，包括外殼、正極片、負極片、隔膜、電解液，正極片、負極片、隔膜、電解液由外殼盛裝，正極片與負極片由隔膜分開來，電解液充斥其中，隔膜設置在正極片與負極片之間，隔膜為雙面陶瓷隔膜，所述電解液中含有防過充電添加劑，所述正極片由鋁箔、負載在鋁箔上的正極活性物質、導電劑、連接活性物質與導電劑的粘結劑組成，所述負極片由銅箔、負載在銅箔上的負極活性物質、導電劑、連接活性物質與導電劑的粘結劑組成，所述正極活性物質為經過金屬和/或金屬化合物包覆處理的高鎳NCM三元正極材料。

進一步地，所述正極材料為經過Al2O3表面包覆處理的高鎳NCM三元正極材料。

進一步地，所述的高鎳NCM三元正極材料為NCM622、NCM811中的一種或者兩種的混合物。

進一步地，所述隔膜為雙面涂覆納米三氧化二鋁陶瓷涂層的聚烯烴隔膜，與正極對應面陶瓷涂層的厚度為4-6μm，與負極對應面涂層陶瓷厚度為2-4μm。

進一步地，所述導電劑為碳納米管(CNTs)、導電炭黑、導電石墨、乙炔黑、石墨烯、氣相生長炭纖維(VGCF)中的一種或任意組合。

進一步地，所述粘結劑為solfe5130、HSV900、Kynar761A中的一種或任意組合。

進一步地，所述電解液為六氟磷酸鋰的有機溶劑，所述外殼為鋁塑膜外殼或鋼殼。