[发明专利]一种新能源电池及其制备方法

权利要求书

1.一种新能源电池，其特征在于，所述电池包括依次叠加的正极、隔膜和负极，浸润正极、负极和隔膜的电解液，以及将它们封装在一起的外壳体；所述正极由集流体和包覆在其表面的正极材料构成，所述正极材料包括生物质多孔碳材料和正极活性物质；所述电池负极由集流体和包覆在其表面的负极材料构成，所述负极材料包括生物质多孔碳材料和负极嵌锂材料；所述电解液包括碳酸脂类或羧酸酯类混合溶剂、铵盐或锂盐溶质和添加剂。

2.根据权利要求1所述的新能源电池，其特征在于，所述生物质多孔碳材料由具有多孔隙结构特征的生物质原材料经脱水干燥、碳化、活化处理获得，具有孔径分布范围广、孔隙率高和总体孔容大的特征；所述生物质原材料包括植物枝干、果壳、秸秆，如竹子、玉米秸秆、花生壳、椰壳、针叶木材。

3.根据权利要求1所述的新能源电池，其特征在于，所述正极活性材料包括锰酸锂LMO、镍酸锂LiNiO₂LNO、磷酸铁锂LFP或镍钴锰三元材料NCM中的一种或几种混合；所述负极嵌锂材料包括石墨、中间相碳微球、钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂(LTO)中的一种或几种混合。

4.根据权利要求1所述的新能源电池，其特征在于，所述电解液中的溶剂是环状碳酸酯(PC、EC)或链状碳酸酯(DEC、DMC、EMC)或羧酸酯类(MF、MA、EA、MA、MP)中的一种或多种混合；所述电解液中的电解质是二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、六氟磷酸锂LiPF₆、四氟硼酸锂LiBF₄、四氟硼酸铵盐、六氟磷酸钠NaPF₆中的一种或多种混合；所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯VC、溴代碳酸酯、二甲基溴化苯、三甲基磷酸酯TMP、N二甲基三氟乙酰胺、三氟乙基膦酸TTFP、三氟乙酸基乙烷BTE中的多种组合。

5.根据权利1所述的新能源电池，其特征在于，所述隔膜是PP微孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯醇膜、纤维素复合膜中的一种；所述集流体是由具有良好电子导电率的金属材料制成的金属箔状、多孔网状或织物状结构，包括铝箔或铝网、铜网或铜箔、不锈钢网或不锈钢箔、泡沫镍、镍网或镍箔、石墨化碳布。

6.根据权利要求1-5任一项所述的新能源电池，其特征在于，所述正极材料由生物质多孔碳基材料、磷酸铁锂LFP、镍钴锰三元材料NCM按质量比1:12:4制成；所述负极材料由生物质多孔碳基材料、导电石墨、钛酸锂LTO按质量比2:1:10制成；所述电解液由环状碳酸酯EC和链状碳酸酯DEC混合液、四氟硼酸铵盐、三氟乙酸基乙烷BTE、三甲基磷酸酯TMP制成。

7.根据权利要求6所述的新能源电池，其特征在于，所述正极材料和负极材料进一步包括粘结剂，所述粘结剂包括明胶、聚丙烯酸酯(PAA)、丁苯乳液(SBR)、聚四氟乙烯乳液(PTFE)、羟甲基纤维素(CMC)中的一种或多种组合。

8.一种新能源电池制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：正极制备、负极制备、组装、注入电解液、封装和后期处理；其中正极制备包括制备正极材料并将其包覆在正极集流体表面，所述正极材料包括生物质多孔碳材料和正极活性物质；所述负极制备包括制备负极材料并将其包覆在负极集流体表面，所述负极材料包括生物质多孔碳材料和负极嵌锂材料；所述电解液包括碳酸脂类或羧酸酯类混合溶剂、铵盐或锂盐溶质和添加剂。

9.根据权利要求8所述的新能源电池制备方法，其特征在于，所述组装是指用隔膜将正、负极隔离并依次叠加，然后装入电池外壳体中；所述后期处理包括静置、化成和分容处理。

10.根据权利要求8所述的新能源电池制备方法，其特征在于，所述生物质多孔碳材料由具有多孔隙结构特征的生物质原材料经脱水干燥、碳化、活化处理获得，具有孔径分布范围广、孔隙率高和总体孔容大的特征；所述生物质原材料包括植物枝干、果壳、秸秆，如竹子、玉米秸秆、花生壳、椰壳、针叶木材。