[发明专利]一种高能量密度聚合物锂离子电池

说明书

本发明公开了一种高能量密度聚合物锂离子电池，所述的聚合物锂离子电池包括正电极、负电极、隔膜、电解液及铝塑膜，所述的正电极包括正极活性材料、正极导电剂、正极粘接剂及正极集流体，所述的负极包括负极活性材料、负极导电剂、负极增稠剂、负极粘接剂及负极集流体，所述的隔膜由基膜、陶瓷层及带胶层组成。本发明不仅兼顾了锂离子电池的能量密度与成本，而且还改善了高能量密度锂离子电池电化学及安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及到一种高能量密度聚合物锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于电压平台及能量密度高，绿色环保，被大力提倡，发展至今，其能量密度也在不断提升，但是提升的速度仍然不能满足人类对能量的需求。

目前，要想提高锂离子电池的能量密度有两条有效途径：提高电池工作电压或者提高正负极材料的比容量。因为负极工作电压已经没有降低的可能，那么高压就必须着眼于正极材料。钴酸锂和镍钴锰酸锂均具有较高的电压平台，但是由于钴金属的成本较高，目前钴酸锂应用相对较少，从而镍钴锰酸锂成为主流的正极材料。而且镍钴锰酸锂镍含量不断提高，其克容量发挥越来越高，匹配高克容量的负极，能量密度提升非常明显，但性能方面却未见改善。况且现在锂电池企业需要兼顾能量密度与成本，这又进一步阻碍了锂离子电池能量密度的提升的脚步。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高能量密度聚合物锂离子电池，旨在兼顾锂离子电池的能量密度与成本，提高高能量密度锂离子电池电化学及安全性能。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种高能量密度聚合物锂离子电池，所述的聚合物锂离子电池包括正电极、负电极、隔膜、电解液及铝塑膜，所述的正电极包括正极活性材料、正极导电剂、正极粘接剂及正极集流体，所述的负极包括负极活性材料、负极导电剂、负极增稠剂、负极粘接剂及负极集流体，所述的隔膜由基膜、陶瓷层及带胶层组成。

所述的正极活性材料、正极导电剂、正极粘接剂干粉重量比为94~97.5%︰1~3%︰1~3%。进一步地，所述的正极活性材料、正极导电剂、正极粘接剂干粉重量比为96~97.5%︰1~2%︰1~2%。

所述的负极活性材料、负极导电剂、负极增稠剂、负极粘接剂干粉重量比为93~96.5%︰0.5~2%︰1~2.5%︰1.5~2.5%。进一步地，所述的负极活性材料、负极导电剂、负极 增稠剂、负极粘接剂干粉重量比为94~96.5%︰0.5~1.5%︰1~2%︰1.5~2.5%。

所述的正极活性材料为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，其中0.7≤x≤0.9，y≤0.1。

所述的正极导电剂为碳纳米管、导电碳纤维、导电炭黑、导电石墨中的一种或多种。进一步地，所述的正极导电剂为碳纳米管、导电炭黑、导电石墨中的一种或多种。

所述的正极粘接剂为聚偏氟乙烯。

所述的负极活性物质为人造石墨/天然石墨混合物、硅碳复合材料、氧化亚硅及硅材料一种或多种。进一步地，所述的负极活性物质为人造石墨/天然石墨混合物、硅碳复合材料中的一种或多种。优先地，所述的负极活性物质选自人造石墨/天然石墨混合物。

所述的负极导电剂为导电碳纤维、导电石墨、导电炭黑中的一种或多种。进一步地，所述的负极导电剂为导电石墨、导电炭黑中的一种或多种。

所述的负极增稠剂为羧甲基纤维素钠，所述的粘接剂为丁苯橡胶乳液、聚丙烯酸乳液、聚丙烯腈中的一种或多种。进一步地，所述的粘接剂为丁苯橡胶乳液、聚丙烯酸乳液中的一种或多种。

所述的隔膜基膜表面涂覆陶瓷层，陶瓷层表面涂覆一层胶层，所述的隔膜厚度为13~20μm。进一步地，所述的隔膜基膜表面涂覆陶瓷层，陶瓷层表面涂覆一层胶层，所述的隔膜厚度为15~20μm。