[发明专利]一种高能量密度的锂离子电池

权利要求书

1.一种高能量密度的锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和外包装，所述的正极片、负极片分别由正、负集流体和涂覆在正、负极集流体上的正、负极材料组成，正极材料包括正极活性物质、正极导电剂与正极粘结剂，负极材料包括负极活性物质、负极导电剂、增稠剂与负极粘结剂，其特征在于，所述正极活性物质采用镍钴铝三元正极材料或镍钴锰三元正极材料，负极活性物质采用碳源包覆硅源的硅碳材料；所述正极导电剂和负极导电剂的各组分的质量份数为：25-30份石墨烯、10-15份聚乙二醇、100-160份溶剂与0.5-1份碳化钛。

2.根据权利要求1所述的一种高能量密度的锂离子电池，其特征在于，镍钴锰三元正极材料为Ni₇CoMn₂、Ni₃CoMn、Ni₅Co₂Mn₃的锂氧化物。

3.根据权利要求1所述的一种高能量密度的锂离子电池，其特征在于，所述正极导电剂和负极导电剂是由以下步骤制备而成的：

1）将石墨烯与一半的溶剂混合，超声分散10-25min，得到预混液A；

2）将聚乙二醇与剩下的溶剂混合，在30-45℃下搅拌30-60min，得到预混液B；

3）将步骤1）得到的预混液A与步骤2）得到的预混液B搅拌混合并加入碳化钛，得到锂离子电池正极导电剂和锂离子电池负极导电剂。

4.根据权利要求3所述的一种高能量密度的锂离子电池，其特征在于，步骤3）中加入碳化钛的同时施加强度为3000-4500GS的磁场；待碳化钛完全加入后，将磁场强度提高至5000-5500GS，并搅拌15-20min，然后在超声波条件下超声分散30-45min。

5.根据权利要求1所述的一种高能量密度的锂离子电池，其特征在于，负极活性物质采用纳米碳管包覆SiO的硅碳材料，负极粘结剂为聚酰亚胺。

6.根据权利要求5所述的一种高能量密度的锂离子电池，其特征在于，纳米碳管与SiO的质量比为9-12:1。

7.根据权利要求1所述的一种高能量密度的锂离子电池，其特征在于，所述负极活性物质有以下步骤制备而成：

a）将纳米碳管、SiO与锰或钼球磨15-30h，得到混料；

b）将步骤a）得到的混料在惰性气体氛围下反应25-30h，反应温度为1150-1200℃，得到硅碳-金属混合粉末；

c）将步骤b）得到的硅碳-金属混合粉末进行酸洗，得到纳米碳管包覆SiO的硅碳材料。

8.根据权利要求7所述的一种高能量密度的锂离子电池，其特征在于，锰或钼的加入量为纳米碳管与SiO总质量的1.5-3倍。

9.根据权利要求1或2所述的一种高能量密度的锂离子电池，其特征在于，将所述正极材料制备成浆料，正极浆料的粘度为1000-3000 mPa·s，搅拌均匀后过筛，100-120目；将正极浆料涂覆在正极片上，将正极片按厚度为120～280μm，压实密度为2.5～3.3g/cm³进行辊压；将所述负极材料制备成浆料，负极浆料的粘度为2800-4000 mPa·s，搅拌均匀后过筛，100-120目；将负极浆料涂覆在负极片上，将负极片按的厚度为60～200μm，压实密度为1.3～2.0g/cm³进行辊压。