[發(fā)明專利]一種鋰電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810291706.6
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108511720A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐金林;劉剛;羅偉民;劉小華;潘四學(xué)
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市然然電子有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 佛山市廣盈專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44339
• 代理人: 楊樂兵

本發(fā)明涉及一種鋰電池，其包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜、電解質(zhì)以及封裝結(jié)構(gòu)，電池的正極極片為摻雜雙草酸硼酸鋰的聚苯胺薄膜；負(fù)極極片為鈮摻雜二氧化錫?鈮摻雜二氧化鈦薄膜。解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于錫基電極本身差的電子電導(dǎo)率阻礙鋰離子與其反應(yīng)所引起的循環(huán)中體積膨脹現(xiàn)象，從而抑制了鋰電池的循環(huán)壽命的技術(shù)問題，較大地提高了首輪效率、循環(huán)性能和穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于對電池形狀及大小有特殊要求的機(jī)械中。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種鋰電池，特別是涉及一種循環(huán)壽命長的鋰電池。

背景技術(shù)：

鋰離子電池是一種新型高效的二次電池，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在2個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。

近年來，鋰離子電池技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代社會中廣泛應(yīng)用，發(fā)展前景廣闊，但隨著社會的進(jìn)步，對于鋰離子電池的容量以及循環(huán)穩(wěn)定性的要求也越來越高。作為應(yīng)用到商業(yè)中最為成功且廣泛的鋰離子電池負(fù)極材料的石墨，理論比容量僅372mAh/g，已經(jīng)很難滿足于人們的需要。因此越來越多的非碳負(fù)極材料被開發(fā)出來作為鋰離子電池負(fù)極材料應(yīng)用。眾多研究都發(fā)現(xiàn)一些金屬合金、金屬硫化物以及金屬氧化物相對于石墨材料的容量都有很高的理論容量，尤其是金屬氧化物研究更為普遍，而錫基鋰離子電池負(fù)極材料更是受到眾多研究者的青睞。二氧化錫的理論比容量高達(dá)1493mAh/g，遠(yuǎn)高于石墨材料，并且我國具有豐富的錫礦資源，原材料廉價，清潔無污染。但是二氧化錫材料是n型半導(dǎo)體氧化物，本身較差的電子導(dǎo)電率會阻礙鋰離子與材料的反應(yīng)，外加上本身的物理性質(zhì)以及嵌脫鋰機(jī)制，從而造成在大倍率充放電循環(huán)中體積膨脹比較大，易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)粉化以及破裂脫離集流體的現(xiàn)象，從而循環(huán)穩(wěn)定性比較差，甚至還有可能因為短路造成安全事故。但是，例如錫-金屬合金負(fù)極材料，該種材料嵌鋰活性較低，但結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常理想，而且在電極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的保持方面性能出色，能夠作為緩沖基體抑制錫體積的膨脹，實現(xiàn)性能的提升、延長電池壽命。由于錫基復(fù)合材料的制備方法及結(jié)構(gòu)不同，作為鋰離子電池負(fù)極材料，其電化學(xué)性能也不盡相同，在嘗試延長壽命時，首先應(yīng)注意手段的可行性，如果制備工藝涉及到復(fù)雜的技術(shù)，即便研究獲取進(jìn)展，也可能難以大規(guī)模推廣。

CN103490071A中公開了一種鋰-聚苯胺二次電池，其包括電池正極、電池負(fù)極、電解液和隔膜，電池正極為二氧化錳/聚苯胺/碳三元復(fù)合材料，其特征是所述正極的制備過程包括：(1)制備摻雜高氯酸鋰的聚苯胺；(2)將摻雜高氯酸鋰的聚苯胺和膨脹石墨壓制成正極片，電解液為弱酸性電解液。然而厚重極片降低了電池整體的能量密度。

CN103708535B中公開了一種碳摻雜二氧化錫納米線鋰電池負(fù)極材料的制備方法，利用可溶性酚醛樹脂和致孔劑的自組裝過程制備六方堆積相結(jié)構(gòu)的介孔酚醛樹脂，進(jìn)一步碳化得到介孔碳，并以其為模板，在其納米孔道中生長二氧化錫，通過灼燒控制碳的含量，得到碳摻雜二氧化錫納米線鋰電池負(fù)極材料。該制備過程首先是要利用溶性酚醛樹脂和致孔劑，交聯(lián)固化得到六方堆積相結(jié)構(gòu)的介孔酚醛樹脂；然后是在惰性氣體中進(jìn)行碳化得到具有連續(xù)孔道的介孔碳材料；最后與二氧化錫前驅(qū)體混合，在惰性氣體和空氣的混合氣體中進(jìn)行灼燒，即得到所述碳摻雜二氧化錫米線鋰離子電池負(fù)極材料。該方法涉及過程復(fù)雜，耗時長，而且影響因素多而不易控制。

發(fā)明內(nèi)容：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中由于錫基電極本身差的電子電導(dǎo)率阻礙鋰離子與其反應(yīng)所引起的循環(huán)中體積膨脹現(xiàn)象，從而抑制了鋰電池的循環(huán)壽命的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供了一種循環(huán)壽命長的鋰電池。采取的技術(shù)方案是：一方面，本發(fā)明提供了一種鋰電池，所述地鋰電池包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜、電解質(zhì)以及封裝結(jié)構(gòu)。

名詞解釋：本申請中涉及到的化學(xué)元素分別代表：O為氧原子；Sn為錫原子；Ti為鈦原子；Nb為鈮原子。

具體地，所述的正極極片為摻雜雙草酸硼酸鋰的聚苯胺薄膜；