[发明专利]一种高体积能量密度的高电压锂离子电池

说明书

本发明提供一种高体积能量密度的高电压锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。所述锂离子电池包括正极片和负极片，正极片包括正极材料和正极粘结剂，负极片包括负极材料，正极材料包括磷酸锰铁锂；正极粘结剂为PVDF；负极材料为纳米碳片/石墨化中间相碳微球复合材料。本发明采用LiFe_1‑xMn_xPO₄作为高电压正极材料，用低分子量的PVDF作为正极粘结剂减小正极片厚度的反弹率，同时采用纳米碳片/石墨化中间相碳微球复合材料作为负极材料，利用高比容量，使负极材料的使用更少，减少了负极片及电池的厚度，大大提高了电池的体积能量密度；而且在正极片的铝箔上增加导电膜，可以有效的降低电池的内阻。

【技术领域】

本发明锂离子电池技术领域，具体涉及一种高体积能量密度的高电压锂离子电池。

【背景技术】

随着电子产品不断的开发，锂离子电池得到广泛应用，而现在的电子产品在不断的更新换代，同时对锂离子电池产品的要求也越来越高。目前在整个电池行业中，各个电池厂家的产品质量不一，90％的厂家都处于中低端水平状态，在对一些高要求的电子产品上，电池性能不能满足要求，例如：在早期主要是以蓝牙为主，对电池的性能要求不是很高，只要有一定资金的企业都能投入到锂离子电池行业来，而从目前的市场来看，主要的电子产品为数码、平板电脑、超薄手机，电子产品都是触摸屏显示，该类产品因受到体积的限制，要求锂离子电池在体积比容量比常规锂离子电池高出很多，如三星部分型号手机在相同体积下，其要求的容量比常规的高出约12％左右，以现在各厂家的技术水平，很难达到这一要求，因此，容量更高的聚合物锂离子电池，已成为数码通讯类产品的首选。

随着3G/4G时代的来临，现在的大部分通讯产品具备了上网、打游戏、看电子书、MP3、MP4等多种功能，所以对锂离子电池的容量要求越来越高。普通的聚合物锂离子电池受其材料特性的影响，容量上已不能满足某些特殊人群的需求，因此必须开发出一种高容量型的数码通讯聚合物锂离子电池。

市场上所使用的锂离子电池正极克容量发挥只有142毫安时/克，对目前智能手机，平板电脑的屏幕大型化，已很难满足要求，科技的发展要求我们必须提供体积比更高的锂离子电池。人们对锂离子电池的性能，尤其是能量密度和功率密度提出了更高的要求。电池的能量密度与电池的比容量和工作电压有关，因此寻求高电压和大容量的锂离子电池正极材料具有非常重要的意义。目前使用的锂离子电池正极材料，如LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂的工作电压均低于4V，电池的能量密度和功率密度在应用上受到了限制。

因此4.5V高电压正极材料LiFe_1-xMn_xPO₄的出现便具有重要意义。高电压的特点不但可以提高能量密度和功率密度，而且提高了单体电池的性能，从而减少所需串联的单体电池的数量，给电池性能安全和成本带来优势。

【发明内容】

本发明的发明目的在于：为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种高体积能量密度的高电压锂离子电池，不仅采用高电压正极材料LiFe_1-xMn_xPO₄以达到提高电池容量，而且从电池工艺及其他材料方面提高电池的容量，以达到综合提升锂离子电池的体积能量密度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：