[发明专利]锂离子电池及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种锂离子电池及其制备方法和应用，所述锂离子电池包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极补锂添加剂，所述正极补锂添加剂包括LiNiO₂和Li₅FeO₄，所述负极极片为硅‑石墨复合极片，本发明在正极将LNO及LFO两种补锂添加剂进行掺混来既保证补锂量又满足工艺生产需求，在负极使用硅‑石墨复合极片，提升负极极片的结构稳定性及导电性，进而提升电芯的快充和循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池及其制备方法和应用。

背景技术

目前在对补锂工艺的研究中，大部分都是在负极上进行补锂，一般直接采用锂金属在负极片表面进行物理的补锂。

采用锂金属进行负极补锂的优势是锂金属比容量高，补锂用量少，然而，锂金属作为一种相当活泼的金属，所带来的安全问题不容忽视。除了对环境要求高以外，锂金属的负极补锂工艺繁琐，成本较高，且补锂量及补锂均匀性很难控制，负极边缘及内部电极颗粒难以得到有效的补锂，导致电池一致性差，难以实际生产应用。

正极补锂则可以很好的避免上述问题。通过选择合适的正极补锂添加剂，在匀浆时直接将其添加到正极材料中，无需改变现有生产工艺，既不提高成本又可达到均匀的补锂效果。正极补锂添加剂是具有一定不可逆脱锂性质的富锂化合物。

开发一种补锂效果好且安全性高的锂离子电池是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池及其制备方法和应用，本发明在正极将LNO及LFO两种补锂添加剂进行掺混来既保证补锂量又满足工艺生产需求，在负极使用硅-石墨复合极片，提升负极极片的结构稳定性及导电性，进而提升电芯的快充和循环性能。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极补锂添加剂，所述正极补锂添加剂包括LiNiO₂(LNO)和Li₅FeO₄(LFO)，所述负极极片为硅-石墨复合极片。

本发明采用正极补锂添加剂对硅-石墨复合负极进行预锂，所述正极补锂添加剂包括LNO和LFO，LNO有较好的加工性能，LFO有较高的容量及补锂性能。两种补锂活性物质掺混既能满足补锂需求，又能维持加工性能的稳定。

优选地，所述LiNiO₂和Li₅FeO₄的质量比为(2.5～4):(1.5～2.5)，例如：2.5:1.5、3:2:2.2、3.2:2、3.8:1.8或4:2.5等。

优选地，所述硅-石墨复合极片中硅材料的中值粒径D50为4～10μm，例如：4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm等。

优选地，所述硅-石墨复合极片中石墨颗粒的中值粒径D50为5～20μm，例如：5μm、8μm、10μm、15μm或20μm等。

第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述锂离子电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

将正极活性材料、LiNiO₂和Li₅FeO₄混合得到掺混活性物质粉料，将正极导电剂、正极粘结剂和正极溶剂混合得到导电胶液，将所述掺混活性物质粉料和导电胶液混合得到正极浆料，涂布在正极集流体表面，烘干、辊压后得到正极极片；

将硅材料和石墨混合得到，掺混负极活性物质粉料，将所述掺混负极活性物质粉料、负极导电剂、负极粘结剂和负极溶剂混合得到负极浆料，涂布在负极集流体表面，烘干、辊压后得到负极极片；

将正极极片、负极极片、电解液和隔膜组装后得到所述锂离子电池。