[发明专利]一种高能量密度的锂离子电池

权利要求书

1.一种高能量密度的锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，其特征在于，所述正极片包括正极集流体和正极复合材料，所述正极复合材料包括正极活性物质、正极导电剂和粘结剂；所述正极导电剂包括碳纳米管包覆的磷酸铁锂；所述正极活性物质具有壳核结构，壳层为类石墨烯包覆的LiNi_0.5Mn_1.5O₄，核层为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，0.1≤x≤0.9，0.05≤y≤0.9，0.1≤x+y≤0.95,壳层材料为核层材料质量的5-25％，LiNi_0.5Mn_1.5O₄质量占壳层材料总质量的90-95％。

2.根据权利要求1所述的高能量密度的锂离子电池，其特征在于，所述正极集流体为多孔集流体，多孔集流体材料为铝、铜或铁，厚度为10-50μm，孔隙率为10-60％，孔径为1-20μm。

3.根据权利要求1所述的高能量密度的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质的制备方法为：将镍锰酸锂材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄/LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂与液态聚丙烯腈低聚物-乙醇溶液混合，加热反应，碳化后即可。

4.根据权利要求3所述的高能量密度的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性物质的制备方法，具体步骤为：将浓度为50％的液态聚丙烯腈低聚物-乙醇溶液在90-120℃下搅拌9-12h，加入镍锰酸锂材料LiNi_0.5Mn_1.5O₄/LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂混合均匀，75-85℃下蒸发完全，200-220℃充分交联，空气气氛中，850-1000℃煅烧10-20h，碳化后即得所述正极活性物质。

5.根据权利要求1所述的高能量密度的锂离子电池，其特征在于，所述粘结剂为聚环氧乙烷、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物、聚氨酯、聚丙烯酸酯、羧甲基纤维素钠、聚烯烃、丁苯橡胶、氟化橡胶、海藻酸钠、丙烯酸改性壳聚糖中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的高能量密度的锂离子电池，其特征在于，所述正极复合材料还包括无机纳米颗粒。

7.根据权利要求1所述的高能量密度的锂离子电池，其特征在于，所述无机氧化物纳米颗粒为正极复合材料质量的0.1-5％；所述无机氧化物纳米颗粒包括纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米碳酸锂中的一种或多种。

8.根据权利要求6或7所述的高能量密度的锂离子电池，其特征在于，所述正极片的制备方法包括以下步骤：将正极活性物质、正极导电剂和粘结剂按质量比90-95:0.5-5：1-5混合均匀，制得浆料A；将无机氧化物纳米颗粒和粘结剂按质量比3-5：0.5-2混合均匀，制得浆料B；在正极集流体上涂布浆料A，烘干后辊压，涂布浆料B，烘干、辊压、再次烘烤，即得所述正极片。