[發(fā)明專利]一種高循環(huán)性能和倍率性能的鋰離子電池

有效

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• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111900454B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 李國華;杜小紅;勵鎧鴻
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/058;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M4/583;H01M10/42
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;何俊

1.一種高循環(huán)性能和倍率性能的鋰離子電池，其特征在于，

包括正極、負極和隔膜；

正極配方包括：

三元正極材料、碳納米管和導電炭黑；

負極配方包括：

負極材料、硅碳復合溶膠和負極導電劑；

負極材料為具有多孔結(jié)構的無定形碳包覆石墨所形成的核殼結(jié)構顆粒，其制備方法為：

將有機碳源溶于溶劑中，配制為有機碳溶液，向有機碳溶液中加入粒徑≤50 μm的石墨細粉并分散均勻，得到石墨分散液，對石墨分散液進行110～130 ℃低溫焦化保溫2～3 h，得到預溶膠，向預溶膠中加入生物質(zhì)載體，浸漬吸附至生物質(zhì)載體飽和，隨后過濾出生物質(zhì)載體依次進行190～210 ℃二次熱焦化保溫2～3 h和燒結(jié)固化，即得到粉料狀的負極材料。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種高循環(huán)性能和倍率性能的鋰離子電池，其特征在于，

正極配方為：

90～98 重量份的三元正極材料、0.1～4.0 重量份的碳納米管、1.0～3.0 重量份的導電炭黑和1.0～3.0 重量份的正極粘結(jié)劑；

負極配方為：

90～97 重量份的負極材料、3.0～5.0 重量份的硅碳復合溶膠、0.2～3.0 重量份的負極導電劑和1.0～6.0 重量份的負極粘結(jié)劑。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種高循環(huán)性能和倍率性能的鋰離子電池，其特征在于，

硅碳復合溶膠的制備方法為：

a）將正硅酸乙酯、無水乙醇、甲苯按質(zhì)量比（8～10）:100:（0.1～0.2）混合，制得溶液A；將0.5～1.5 mol/L的冰醋酸、無水乙醇與水按質(zhì)量比（20～30）:100:（6～8）進行混合，制得溶液B；對溶液A在50～60 ℃下進行超聲波振蕩處理，將溶液B以0.5～1.0 mL/s的速率滴加到其3～4 倍質(zhì)量的溶液A中；滴加溶液B的同時向溶液A中添加質(zhì)量為溶液A的0.01～0.03倍的碳酸氫鈉，滴加完畢后攪拌2～4 h，制得硅溶膠；

b）另取納米碳溶膠與所述硅溶膠混合并攪拌均勻，得到碳硅質(zhì)量比（1～3）:1的碳/硅復合溶膠。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種高循環(huán)性能和倍率性能的鋰離子電池，其特征在于，

所述有機碳溶液為葡萄糖溶液，其中葡萄糖濃度為25～30 wt%；

所述生物質(zhì)載體包括柚子皮、秸稈、麥麩或茶渣。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種高循環(huán)性能和倍率性能的鋰離子電池，其特征在于，

所述燒結(jié)固化為1020～1080 ℃保溫2～2.5 h；

所述低溫焦化、二次熱焦化和燒結(jié)固化均于保護氣氛中進行。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種高循環(huán)性能和倍率性能的鋰離子電池，其特征在于，

所述三元正極材料為NCA或NCM。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種高循環(huán)性能和倍率性能的鋰離子電池，其特征在于，

所述隔膜為PP隔膜、PE隔膜、PP陶瓷涂層隔膜、PE陶瓷涂層隔膜、PP陶瓷+PVDF涂層隔膜或PE陶瓷+PVDF涂層隔膜。