[发明专利]一种高安全型高能量密度锂离子电池

权利要求书

1.一种高安全型高能量密度锂离子电池，所述电池包括正极、负极、隔膜、电解液，极耳以及外壳，用隔膜将正极和负极隔开，卷绕或者叠片形成电芯，极耳分别焊接在正负极极片上，将电芯封装进电池外壳中注入电解液并密封得到电池，其特征在于，以磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴铝或镍钴锰三元材料为正极活性物质的主材料，以纳米碳管包覆的氧化铟、聚苯胺、石墨烯、聚苯乙烯磺酸盐与粘结剂为正极活性物质副材料，正极或负极的极耳涂覆有PTC涂层。

2.根据权利要求1所述的一种高安全型高能量密度锂离子电池，其特征在于，主材料与副材料的质量比为3-5：1，副材料中各种组分的重量份为:50-60份聚苯胺、30-35份氧化石墨烯、40-50份聚苯乙烯磺酸盐、10-15份粘结剂与40-45份纳米碳管包覆的氧化铟。

3.根据权利要求1或2所述的一种高安全型高能量密度锂离子电池，其特征在于，纳米碳管包覆的氧化铟的制备方法为：将氧化铟溶于二甘醇得到反应体系，然后缓慢加入氢氧化钠，搅拌1-3h后在2-2.5h内升温至140-160℃，反应1-3h后冷却；离心得到的沉淀物依次用体积比1:2的乙醇与乙酸甲酯混合溶液、丙酮、去离子水洗涤，真空干燥得到基核纳米氧化铟；然后将基核纳米氧化氯超声分散在无水乙醇中，加入含有纳米碳管的无水乙醇溶液，滴加浓氨水，85-95℃下搅拌反应1-1.5h，离心分离得到的沉淀物依次用无水乙醇、去离子水洗涤，焙烧后粉碎得到纳米碳管包覆纳米氧化铟。

4.根据权利要求3所述的一种高安全型高能量密度锂离子电池，其特征在于，焙烧的温度为600-750℃，时间为2-5h，粉碎至粒径为10-100nm。

5.根据权利要求1所述的一种高安全型高能量密度锂离子电池，其特征在于，负极材料为石墨类、硅材料类或合金负极类物质。

6.根据权利要求1所述的一种高安全型高能量密度锂离子电池，其特征在于，隔膜为聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺或表面涂覆有纳米陶瓷材料的无纺布。

7.根据权利要求6所述的一种高安全型高能量密度锂离子电池，其特征在于，表面涂覆有纳米陶瓷材料的无纺布的制作方法为：采用等离子喷射技术将纳米陶瓷材料喷射在无纺布表面。

8.根据权利要求1所述的一种高安全型高能量密度锂离子电池，其特征在于，PTC涂层由以下重量份的原料组成：60-90份PTC基体材料、5-20份分散剂和5-20份粘结剂。

9.根据权利要求8所述的一种高安全型高能量密度锂离子电池，其特征在于，PTC基体材料为BaTiO₃、V₂O₃或BaPbO₃；分散剂为聚乙二醇辛基苯基醚、聚氧化乙烯或聚丙烯酸，粘结剂为聚偏氟乙烯，聚偏1，1-二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏1，1-二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰乙基支链淀粉、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、支链淀粉、羧甲基纤维素一种或两种以上的混合物。

10.根据权利要求8或9所述的一种高安全型高能量密度锂离子电池，其特征在于，将粘结剂溶于溶剂中制得粘结剂胶液，然后将PTC基体材料、分散剂、粘结剂胶液混合成涂层浆料，并在65-85℃、55-65KHz下超声搅拌30-45min，将所制得的涂层浆料双面涂覆在正极或负极极耳上，真空干燥得到。