[发明专利]一种高倍率充放电锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种高倍率充放电锂离子电池，包括正极、负极、电解液，其特征在于，正极材料包括：

正极活性材料82-96％(重量比)；

导电剂1.0-5.0％(重量比)；

粘结剂1.0-5.5％(重量比)；

所述正极活性材料为锰酸锂；

所述导电剂选自纳米SiO₂和/或纳米Al₂O₃；

所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯-全氟丙烯(PVDF-HFP)中的一种或两种混合物；

正极溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

2.根据权利要求1所述的高倍率充放电锂离子电池，其特征在于，所述负极材料包括：

负极活性材料80-96％(重量比)；

导电剂1.0-5.0％(重量比)；

粘结剂2.0-6.0％(重量比)；

所述负极活性材料选自中间相碳微球、人造石墨、中间相沥青包覆的天然石墨中的一种或几种混合物；

所述导电剂选自导电石墨、导电碳黑、纳米Ag、纳米SiO₂、纳米Al₂O₃中的一种或几种混合物；

所述粘结剂选自羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、丙烯酸、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)中的一种或几种混合物；

负极溶剂为N-甲基吡咯烷酮或高纯去离子水。

3.根据权利要求1所述的高倍率充放电锂离子电池，其特征在于，所述电解液选自碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)中的两种或两种以上的混合溶剂。

4.根据权利要求1所述的高倍率充放电锂离子电池，其特征在于，所述正极活性材料的粒径(D50)为4-18μm。

5.根据权利要求2所述的高倍率充放电锂离子电池，其特征在于，所述负极活性材料的粒径(D50)为9-25μm。

6.根据权利要求2所述的高倍率充放电锂离子电池，其特征在于，所述导电剂选自纳米SiO₂、纳米Al₂O₃中的一种或两种混合物。

7.一种制备权利要求1所述的高倍率充放电锂离子电池的方法，包括正极极片的制备和负极极片的制备，其特征在于，正极极片的制备包括以下步骤：

提供一种正极材料，包括重量比为82-96％的正极活性材料、1.0-5.0％的导电剂、1.0-5.5％的粘结剂，并将所述正极活性材料、导电剂及粘结剂加入到N-甲基吡咯烷酮溶剂中，得到正极材料混合物；正极活性材料为锰酸锂，导电剂选自纳米SiO₂和/或纳米Al₂O₃中的一种或几种混合物，粘结剂选自聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯-全氟丙烯(PVDF-HFP)中的一种或两种混合物；

将正极材料混合物进行搅拌，制成预期黏度范围内的正极浆料，并涂敷到集流体上，涂敷面密度为170-330mg/10cm²，烘干后滚压，压实密度为2.65-3.45g/cm³，制成正极极片。

8.根据权利要求7所述的高倍率充放电锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述负极极片的制备包括以下步骤：

提供一种负极材料，包括重量比为80-96％的负极活性材料、1.0-5.0％的导电剂、2.0-6.0％的粘结剂，并将所述负极活性材料、导电剂及粘结剂加入到高纯去离子水溶剂或N-甲基吡咯烷酮溶剂中，得到负极材料混合物；负极活性材料选自中间相碳微球、人造石墨、中间相沥青包覆的天然石墨中的一种或几种混合物，导电剂选自导电石墨、导电碳黑、纳米Ag、纳米SiO₂、纳米Al₂O₃中的一种或几种混合物，粘结剂选自羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、丙烯酸、聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(PTFE)中的一种或几种混合物；

将负极材料混合物进行搅拌，制成预期黏度范围内的负极浆料，并涂敷到集流体上，涂敷面密度为160-220mg/10cm²，烘干后滚压，压实密度为1.3-1.5g/cm³，制成负极极片。