[发明专利]一种高体积能量密度的高电压锂离子电池

权利要求书

1.一种高体积能量密度的高电压锂离子电池，包括正极片和负极片，所述正极片包括正极材料和正极粘结剂，所述负极片包括负极材料，其特征在于，所述正极材料为磷酸锰铁锂，且磷酸锰铁锂的铁锰比为0.1~0.35:0.65~0.90；所述正极粘结剂为PVDF，且分子量为30万；所述负极材料为纳米碳片/石墨化中间相碳微球复合材料，且纳米碳片为三维类石墨烯纳米片；

所述正极片还包括铝箔，且正极材料与铝箔之间还有一层导电膜，所述导电膜的厚度为1~3μm；

所述导电膜由重量比95~98:2~5的石墨烯和所述PVDF组成，且用静电喷涂在铝箔上；

所述纳米碳片/石墨化中间相碳微球复合材料的制备方法包括以下步骤：

(1)取1000mL干净的圆底烧瓶，加入200mL98%的浓硫酸，控制瓶反应温度为2~8℃，机械搅拌加入石墨化中间相碳微球8g，缓慢多次加入1.0~4.0g硝酸钠，最后缓慢多次加入高锰酸钾，反应2~5h；

(2)将反应温度升高至30~40℃，继续搅拌1~5h后，在搅拌条件下加入60~100℃的去离子水400mL，再调高加热温度至85~105℃，加入150mL的质量分数为10%的H₂O₂，继续搅拌3~7h，反应结束；

(3)使用质量分数为10%的HCl溶液洗涤一次，再用去离子水洗涤至中性，真空抽滤后放入80~100℃烘箱中烘干，得到石墨化中间相碳微球中间体；

(4)将石墨化中间相碳微球中间体放入800~1100℃的无氧条件下高温中还原，最终得到纳米碳片/石墨化中间相碳微球复合材料。

2.根据权利要求1所述一种高体积能量密度的高电压锂离子电池，其特征在于，所述高锰酸钾与石墨化中间相碳微球的重量比1~3:1。