[发明专利]一种高能量密度动力电池

摘要

本发明公开了一种高能量密度动力电池，解决了现有技术的动力电池能量密度低的问题，它包括正极和负极，所述正极包括正集流体及涂覆在正集流体上的正极材料，所述负极包括负集流体及涂覆在负集流体上的负极材料，所述正极材料由以下质量百分比的组分组成正极活性材料70~96%，正极粘结剂1~10%，正极导电剂1~20%，所述负极材料由以下质量百分比的组分组成负极活性材料80~94%，负极粘结剂4~16%，负极导电剂1~12%，其中，正极活性材料为富锂锰基固溶体材料，负极活性材料为负载纳米碳化硅多壁碳纳米管。本发明能量密度高，而且具有优异的循环性能，电池膨胀率低，具有良好的电性能。

主权项

一种高能量密度动力电池，包括正极和负极，所述正极包括正集流体及涂覆在正集流体上的正极材料，所述负极包括负集流体及涂覆在负集流体上的负极材料，其特征在于，所述正极材料由以下质量百分比的组分组成：正极活性材料70~96%，正极粘结剂1~10%，正极导电剂1~20%，所述负极材料由以下质量百分比的组分组成：负极活性材料80~94%，负极粘结剂4~16%，负极导电剂1~12%，其中，正极活性材料为富锂锰基固溶体材料，负极活性材料为负载纳米碳化硅的多壁碳纳米管，所述负载纳米碳化硅的多壁碳纳米管通过以下方法制得：（1）按纳米碳化硅与多壁碳纳米管的质量比为1：18~20的比例计量多壁碳纳米管与纳米碳化硅，纳米碳化硅的平均粒径为5~10nm，多壁碳纳米管的内径为30～50nm；（2）先将多壁碳纳米管加入到质量百分数为98%的浓硫酸与质量百分数为65%的浓硝酸以体积比3：1混合而成的混合酸液中，然后在100~120℃下加热回流0.5~1h后用水清洗至pH呈中性，最后在80~100℃下恒温烘干，得纯化后的多壁碳纳米管，再将纯化后的多壁碳纳米管与纳米碳化硅混合后加入丙酮中制成20~30%固含量的悬浊液，并用频率为20~30KHz，功率为200~300W的超声波超声处理30~60min；（3）将超声处理后的悬浊液以氩气为载气，载气流量为15~30L/min，通过平流泵以5~25ml/s的速度加入高频等离子反应器中进行反应，高频等离子反应器中的等离子体弧区域温度为2400~2600℃，反应后得到负载纳米碳化硅的多壁碳纳米管粗品；（4）待负载纳米碳化硅的多壁碳纳米管粗品冷却后，在惰性气体氛围下以1000~1200℃的温度煅烧1~5h即得负载纳米碳化硅的多壁碳纳米管。