[发明专利]锂离子电池柔性电极材料及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种锂离子电池，所述锂离子电池包括柔性电极材料，该电极材料包括：多根碳纳米纤维组成的碳纳米纤维网络骨架，和分布在多根碳纳米纤维之间的主体材料颗粒；柔性电极材料不需要集流体和粘结剂，不需要导电添加剂，直接用于组装锂离子电池；所述主体材料颗粒含有聚阴离子磷酸盐、硅酸盐、富锂材料、三元材料、过渡金属氧化物和含锂金属氧化物中的至少一种；

所述锂离子电池柔性电极材料的厚度为0.01-5mm；所述聚阴离子磷酸盐选自LiFe_1-yM_yPO₄和/或Li₃V_2-xM_x(PO₄)₃，M为Mg、Ni和Ti中的至少一种，0≤x≤2，0≤y≤1；

所述硅酸盐为Li₂RSiO₄，R为Fe和/或Mn；

所述富锂材料为Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂；

所述三元材料为LiNi_aCo_bMn_cO₂，0＜a＜1，0＜b＜1，0＜c＜1，且a+b+c=1；

所述过渡金属氧化物为Fe₃O₄和/或Co₃O₄；

所述含锂金属氧化物为LiCoO₂和/或LiMn₂O₄；

所述主体材料颗粒的平均粒径1μm-5μm；

所述碳纳米纤维的直径为100nm-500nm；

所述主体材料颗粒的含量为40-70重量%，所述碳纳米纤维的含量为30-60重量%；

所述柔性电极材料的制备方法包括：

（1）将含碳聚合物溶解于溶剂中，得到溶液；

（2）将主体材料和/或主体材料的前驱体与所述溶液进行混合，得到纺丝液，然后进行静电纺丝，得到纺丝物；

（3）对所述纺丝物依次进行预处理和热处理，得到锂离子电池柔性电极材料；

所述主体材料的前驱体不是指合成主体材料的原料，而是各原料已经产生一定的相互作用，在步骤（3）所述热处理条件下即能够转化为主体材料的物质。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其中，所述三元材料为LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂、LiNi_0.4Co_0.3Mn_0.3O₂、LiNi_0.5Co_0.3Mn_0.2O₂和LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其中，所述主体材料颗粒含有LiFePO₄、Li₃V₂(PO₄)₃、LiCoO₂、LiMn₂O₄、Li₂FeSiO₄、Li₂MnSiO₄、Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂和Fe₃O₄中的至少一种。