[发明专利]高比能富锂多元系锂离子蓄电池及其制造方法

权利要求书

1.一种高比能富锂多元锂离子蓄电池，包括正极、负极、隔膜、电解液和外包装，其特征在于：

所述正极包含粘结剂、导电剂和正极电活性物质，该正极电活性物质为富锂多元材料；

所述负极包括粘结剂、导电剂和负极电活性物质，该负极电活性物质选择石墨系材料、硅、硅碳及硅系复合材料、锡基合金材料中的任意一种以上；所述负极粘接剂为丁苯橡胶、有机烯酸或羧酸酯类的聚合物粘接剂；

所述电解液为含氟耐高电压有机电解液体系。

2. 如权利要求1所述的高比能富锂多元锂离子蓄电池，其特征在于：所述的富锂多元材料的通式为：xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂-yLiMO₂-(1-x-y)LiMe₂O₄ ，

其中，M= Mn, Ni, Co, Al, Cr，Mg，Zr，Ti，Zn，Fe的任意一种，Me= Mn, Ni, Co, Al, Cr，Mg，Zr，Ti，Zn，Fe的任意一种，0<x≤0.7，0<y≤0.9。

3.如权利要求2所述的高比能富锂多元锂离子蓄电池，其特征在于：所述的富锂多元正极材料结构为层状Li[Li_1/3Mn_2/3]O₂、层状LiMO₂和尖晶石型LiMe₂O₄的复合结构。

4.如权利要求1~3中任意一项所述的高比能富锂多元锂离子蓄电池，其特征在于：所述的石墨系材料选择天然石墨或人造石墨经过表面改性的新型石墨体系。

5.如权利要求1~3中任意一项所述的高比能富锂多元锂离子蓄电池，其特征在于：所述的电解液的溶剂为含有机碳酸酯、有机羧酸酯、醚类、有机氟化酯、有机砜类、有机硼化物的任意一种以上的耐高电压溶剂，其中，电解质为含有LiCF₃SO₃ 、LiBF₄ 、LiClO₄ 、LiPF₆ 、 LiN(CF₃SO₂) ₂ 及 LiAsF₆的电解质盐类中的任意一种以上，以保证电池高达4.6V的电池充放电。

6.如权利要求5所述的高比能富锂多元锂离子蓄电池，其特征在于：所述的电解液中还包含含氟取代丁二酸酐或者含氟取代丁二酸酐衍生物添加剂，该添加剂的结构通式为：

   其中，n=1~15, x+ y=2n+2。

7.如权利要求1或2或3或6所述的高比能富锂多元锂离子蓄电池，其特征在于：所述的正极粘接剂为聚偏氟乙烯。

8.如权利要求1或2或3或6所述的高比能富锂多元锂离子蓄电池，其特征在于：所述正极导电剂选择超导炭黑、鳞片石墨、碳纳米管、碳纤维中的任意一种以上。

9.如权利要求1或2或3或6所述的高比能富锂多元锂离子蓄电池，其特征在于：所述负极导电剂选择超导炭黑、碳纳米管、碳纤维中的任意一种以上。

10.一种根据权利要求1或2或3或6所述的高比能富锂多元锂离子蓄电池的制备方法，其特征在于，其包含以下具体步骤：

步骤1，将正极粘结剂与溶剂一起混合搅拌,再加入正电极导电剂一起搅拌，然后加入正极电活性物质搅拌得固液混合物，最后将该固液混合物涂覆于铝箔表面上，烘干即得到正极；

步骤2，将蒸馏水和负极粘接剂混合搅拌,再加入负电极导电剂搅拌，然后加入负极电活性物质搅拌得固液混合物，最后将该固液混合物涂覆于铜箔表面上，烘干即得到负极；

步骤3，将上述步骤1制作的正电极和步骤2制作负电极分别切成若干小片，将若干正、负极小片，以正负极交替方式依次堆积，所有小片之间均用隔膜隔开，然后将所有正极小片连接起来，将所有负极小片连接起来，并分别在正极小片的连接处焊接铝片，在负极连接处焊接镍片或镍镀铜片，最后用胶带固定所有正、负极小片位置使其紧密接触，即为电芯；

步骤4，将上述电芯装进外包装，并除去电芯中的水分；

步骤5，向外包装中加入电解液，封口并静置，使电解液充分浸润铜箔和铝箔上的涂覆物质；

步骤6，对电池执行化成过程：首次充电至预定电压后除去外包装中的气体，然后继续充电至较高的指定电压并执行3次充放电循环后再除去外包装中的气体，然后封闭气体排出通道，即完成本发明高比能锂离子蓄电池的制造。