[发明专利]一种1.5V可充电锂电池及其制备方法

权利要求书

1.一种5V可充电锂电池，包括电池壳、电池芯和非水电解液，所述电池芯和非水电解液密封于电池壳内，所述电池芯又包括正极、无机复合隔膜和锂负极，其中正极与无机复合隔膜采取无机复合隔膜-正极-无机复合隔膜夹心结构粘接构成一整体，无机复合隔膜介于正极与锂负极之间。

2.如权利要求1所述的1.5V可充电锂电池，其特征在于，所述正极由正极集流体(101)及位于其两侧表面上的正极活性层(102)组成；所述无机复合隔膜(103)位于正极活性层(102)表面。

3.如权利要求2所述的1.5V可充电锂电池，其特征在于，所述正极集流体为铝箔，厚度为10μm～20μm；所述正极活性层由锂钛氧化物、导电粉体和粘结剂组成，厚度为20μm～100μm，锂钛氧化物∶导电粉体∶粘合剂的质量比为80～95∶2～10∶2～10。

4.如权利要求3所述的1.5V可充电锂电池，其特征在于，所述锂钛氧化物的组成式为Li_4+xM_pTi_5+yO_12+z，其中：-0.2≤x≤0.2，-0.2≤y≤0.2，-0.2≤z≤0.2，0≤p≤0.3；M为选自C、Mg、Al、V、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn和Sn中的一种元素，锂钛氧化物的平均粒径为0.1μm～10μm；所述导电粉体选自炭黑、石墨、碳纤维和碳纳米管中的一种或多种；所述粘合剂选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯和聚乙烯中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的1.5V可充电锂电池，其特征在于，无机复合隔膜是由包含锂快离子导体粉体的无机材料粉体和粘合剂组成，厚度为20μm～50μm，其中，无机材料粉体∶粘合剂的质量比为0.6～9∶1，且无机材料粉体中锂快离子导体粉体的质量百分比为25％～100％。

6.如权利要求5所述的1.5V可充电锂电池，其特征在于，所述无机材料粉体颗粒的平均粒径小于1微米；其中，锂快离子导体粉体是Li₅La₃Ta₂O₁₂及以其为母相的掺杂改性衍生物、La_0.5Li_0.5TiO₃及以其为母相的掺杂改性衍生物、LiTi₂(PO₄)₃及其掺杂改性衍生物和Li₃N及其掺杂改性衍生物中的一种或多种；锂快离子导体粉体之外的其他无机材料粉体是二氧化硅、氧化铝和氧化镁中的一种或多种。

7.权利要求1～6任一所述的1.5V可充电锂电池的制备方法，包括以下步骤：

1)将正极集流体清洁处理后，在其两侧表面制备正极活性层，得到正极；

2)在正极的两侧表面制备无机复合隔膜；

3)将金属锂箔或锂合金箔压制在铜网上形成锂负极；

4)将锂负极铺于一侧的无机复合隔膜表面，加卷针卷绕成柱状，得到电池芯；

5)将电池芯放入电池壳内，注入非水电解液，密封得到所述1.5V可充电锂电池。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤1)的具体操作是：

a.在正极集流体上焊接正极极耳；

b.用有机溶剂淋洗或者多次擦拭正极集流体，去除表面油污，然后50～70℃热风干燥；

c.将锂钛氧化物粉体、导电粉体加入粘合剂溶液中，配制成正极浆料，浆料固含量为5％～25％，将正极浆料涂布或喷涂在集流体的两面，烘干，辊压，制得正极活性层。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤2)制备无机复合隔膜的方法是：将包含锂快离子导体粉体的无机材料粉体加入到粘合剂溶液中，配制成隔膜浆料，浆料固含量为3％～12％，将隔膜浆料涂布或喷涂于步骤1)制备的正极的两侧表面，烘干，辊压，制得无机复合隔膜。

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤3)锂负极的制备，步骤4)电池芯的制备以及步骤5)电池的装配均在真空度为10^-2～10^-5MPa的真空操作室内进行。