[发明专利]一种高能量密度锂离子电池及制备方法

权利要求书

1.一种高能量密度锂离子电池，包括正极片、负极片、电解液、隔膜以及电池壳，其特征在于：锂离子电池正极活物质由钴酸锂与镍钴锰或镍钴铝正极材料直接物理混合而成；

所述镍钴锰或镍钴铝正极材料为单晶一次颗粒或由小颗粒组成的二次颗粒，镍钴锰表达式为LiNi_aCo_bMn_(1-a-b-c)X_cO_(2-d)Y_d，其中X为Ti、Mg、Al、Zr、La、Ce、B、Sn元素中的一种或多种；Y为F，Cl，S，P元素中的一种或多种；a，b，c，d的取值必须同时满足以下条件：0.33≤a<1.0，0<b<0.67，0≤c≤0.1，0≤d≤0.5；镍钴铝表达式为LiNi_0.7+xCo_0.3-x-y-zAl_yM_zO₂，其中M元素为Co、Mn、Mg、Ti、Zr、B、Al中的一种或几种，x，y，z的取值必须同时满足以下条件：0≤x<0.3，0.01≤y≤0.1，0≤z≤0.03，x+y+z<0.3；

所述钴酸锂正极材料的中值粒径为5～30μm；所述镍钴锰或镍钴铝正极材料的中值粒径为0.5～15μm；钴酸锂正极材料的中值粒径为镍钴锰或镍钴铝正极材料中值粒径的1.5～10倍。

2.如权利要求1所述的高能量密度锂离子电池，其特征在于，采用两步充放电方式进行活化：

循环1：恒流充电至V1截止，继续恒压充电，直至电流小于0.02C，即充电停止，静置5min，恒流放电至截止电压；

循环2：恒流充电至V2截止，继续恒压充电，直至电流小于0.02C，即充电停止，静置5min，恒流放电至截止电压；

循环1：充电截止电压V1为4.15V～4.6V，充电电流为0.05C～3C，放电电流为0.1C～2C，放电截止电压为2.0V～3.4V；

循环2：充电截止电压V2为4.15V～4.6V，充电电流为0.1C～3C，放电电流为0.1C～2C，放电截止电压为2.0V～3.4V；所述充电截止电压V1≤V2。

3.如权利要求1所述的高能量密度锂离子电池，其特征在于：所述镍钴锰或镍钴铝正极材料的质量百分比为混合正极物质总质量的0％～80％，不包括0％。

4.如权利要求1所述的高能量密度锂离子电池，其特征在于：所述直接物理混合所用设备为双行星混合机、双行星双动力混合机、球磨机、多功能混合机、锥形混合机、捏合机、卧式混合机、双轴多功能强力分散搅拌机或三轴多功能混合搅拌机。