[发明专利]一种三维锂离子电池及制备方法

权利要求书

1.一种三维锂离子电池，包括外壳（1）、隔膜（2）、负极片（3）、正极片（4）、正极耳（5）、负极耳（6）、电解液（7），其特征在于：所述正极片（4）所用铝箔为三维泡沫多孔铝箔，负极片（3）所用铜箔为三维泡沫多孔铜箔。

2.根据权利要求1所述的一种三维锂离子电池，其特征在于：所述三维泡沫多孔铝箔是将铝箔制成三维泡沫多孔结构的铝箔，其厚度为0.1mm-5mm，孔径为0.05mm-10mm，孔隙率30%-80%；所述三维泡沫多孔铝箔是具有通孔的三维立体结构及毛细结构。

3.根据权利要求1所述的一种三维锂离子电池，其特征在于：所述三维泡沫多孔铜箔是将铜箔制三维泡沫多孔结构的铜箔，其厚度为0.1mm-5mm，孔径为0.05mm-10mm，孔隙率为30%-80%；所述三维泡沫多孔铜箔是具有通孔的三维立体结构及毛细结构。

4.一种权利要求1所述的一种三维锂离子电池制备方法，其特征在于：所述正极片包括三维泡沫多孔铝箔、正极添加剂纳米Al₂O₃、高镍正极材料；负极片包括三维泡沫多孔铜箔、负极添加剂纳米Al₂O₃、硅负极材料。

5.根据权利要求4所述的一种三维锂离子电池制备方法，其特征在于：所述高镍正极材料包括高镍含量的镍钴铝酸锂、高镍含量的镍钴锰酸锂中的一种或者两种混合物，其中Ni：Co：Mn或Al， Ni比例为80%以上。

6.根据权利要求4所述的一种三维锂离子电池制备方法，其特征在于：所述硅负极材料包括硅碳负极、硅氧负极中的一种或者两种混合物。

7.根据权利要求4所述的一种三维锂离子电池制备方法，其特征在于：三维锂电池制备方法如下：

A、正极片（4）制备方法：

A1、将高镍正极材料：90%-97%，正极添加剂纳米Al₂O₃：1%-2%，正极导电剂：1%-3%，正极粘合剂：1%-5%放入搅拌机桶内混合均匀，再按照40%-75%固含量加入N-甲基吡咯烷酮或者去离子水搅拌混合均匀配制得正极浆料；

A2、再将正极浆料按照40mg/cm²-60mg/cm²面密度重量均匀地涂敷在三维泡沫多孔铝箔上，经过涂布机烘箱烘干制备得面密度和厚度均匀的正极片（4）。

B、负极片（3）制备方法：

B1、将硅负极材料：90%-95%，负极添加剂纳米Al₂O₃：1%-2%，负极导电剂：1%-3%，负极粘合剂：3%-5%放入搅拌机桶内混合均匀，再按照40%-75%固含量加入N-甲基吡咯烷酮或者去离子水搅拌混合均匀配制得负极浆料；

B2、再将负极浆料按照10mg/cm²-30mg/cm²面密度重量均匀地涂敷在三维泡沫多孔铜箔上，经过涂布机烘箱烘干制备得面密度和厚度均匀的负极片（3）。

C、按照A、B步骤方法制备得合格的正极片（4）和负极片（3），经过辊压、制片工序后，采用隔膜（2）隔离正极片（4）和负极片（3）进行叠片或卷绕制备得电芯，将电芯放入外壳（1）内，再经过烘烤去除水分，将电解液（7）注入外壳（1）内，再经封口、化成、检测工序制备得高容量、高倍率、高安全、长循环的三维锂离子电池。

8.根据权利要求7所述的一种三维锂离子电池制备方法，其特征在于：所述正极导电剂为电石墨、乙炔黑、纳米银粉、碳纳米管、石墨稀一种或者几种混合物，正极粘合剂为聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶一种或者几种混合物；负极导电剂为电石墨、乙炔黑、纳米银粉、碳纳米管、石墨稀一种或者几种混合物，负极粘合剂为偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶一种或者几种混合物。