[发明专利]具有增强的功率密度特性的高输出锂二次电池

权利要求书

1.一种高输出锂二次电池，包含：

正极，所述正极包含相对于容量具有0.03μm/mAh～0.1μm/mAh的平均粒径、由下式1表示并具有层状结构的正极活性材料；

负极，所述负极包含结晶性石墨和无定形碳作为负极活性材料，其中基于所述负极活性材料的总重量，所述无定形碳的量为40重量%～100重量%；以及

隔膜；

Li_x(Ni_vMn_wCo_yM_z)O_2-tA_t    (1)

其中0.8＜x≤1.3，0≤v≤0.9，0≤w≤0.9，0≤y≤0.9，0≤z≤0.9，x+v+w+y+z=2，且0≤t＜0.2；

M是指具有+2～+4氧化数的至少一种金属或过渡金属的阳离子；且

A为单价或二价阴离子。

2.如权利要求1所述的高输出锂二次电池，其中所述结晶性石墨为选自如下石墨中的一种或它们的混合物：相对于容量具有0.007m²/mAh～0.011m²/mAh的比表面积的第一种石墨，以及相对于容量具有0.005m²/mAh～0.013m²/mAh的比表面积的第二种石墨。

3.如权利要求2所述的高输出锂二次电池，其中所述第一种石墨在1.4g/cc～1.6g/cc的粉末密度下具有100S/cm以上且小于1000S/cm的粉末电导率。

4.如权利要求3所述的高输出锂二次电池，其中所述第一种石墨为表面改性的石墨，并基于XRD数据在2θ=43°下具有可识别为(101)面的菱形峰的3R和2H峰。

5.如权利要求2所述的高输出锂二次电池，其中所述第二种石墨在1.4g/cc～1.6g/cc的粉末密度下具有10S/cm以上且小于200S/cm的粉末电导率。

6.如权利要求5所述的高输出锂二次电池，其中所述第二种石墨基于XRD数据在2θ=43°下具有作为(101)面的菱形峰的2H峰。

7.如权利要求1所述的高输出锂二次电池，其中所述无定形碳为选自如下碳中的一种或它们的混合物：相对于容量具有0.01m²/mAh～0.031m²/mAh的比表面积的第一种碳，以及相对于容量具有0.0035m²/mAh～0.0170m²/mAh的比表面积的第二种碳。

8.如权利要求7所述的高输出锂二次电池，其中所述第一种碳在1.0g/cc～1.2g/cc的粉末密度下具有15S/cm以上且小于100S/cm的粉末电导率。

9.如权利要求7所述的高输出锂二次电池，其中所述第二种碳在1.4g/cc～1.6g/cc的粉末密度下具有30S/cm以上且小于100S/cm的粉末电导率。

10.如权利要求1所述的高输出锂二次电池，其中所述正极活性材料在2.65g/cc～2.85g/cc的粉末密度下具有1×10^-3S/cm以上且小于10×10^-3S/cm的粉末电导率。

11.如权利要求1所述的高输出锂二次电池，其中在式1中，M为选自Al、Mg和Ti中的至少一种元素。

12.如权利要求1所述的高输出锂二次电池，其中在式1中，A为选自卤素、S和N中的至少一种元素。

13.如权利要求1所述的高输出锂二次电池，其中所述锂二次电池相对于体积具有0.03Ah/cm³～0.05Ah/cm³的容量，且相对于体积具有0.1Wh/cm³～0.2Wh/cm³的能量。

14.如权利要求1所述的高输出锂二次电池，其中所述隔膜为有机-无机复合隔膜。

15.一种电池模块，包含权利要求1的锂二次电池作为单元电池。

16.一种电动车辆或混合电动车辆，其使用权利要求15的电池模块作为电源。

17.一种电力存储装置，其使用权利要求15的电池模块作为电源。