[发明专利]一种充电上限电压高的锂离子电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种充电上限电压高的锂离子电池，包括正极片、负极片和隔膜；正极片包括正极集流体和正极浆料；正极浆料由按照重量百分比计的以下组分制备而成：LiNi_0.5Mn_1.5O₄ 90‑98％；PVDF 0.2‑5％；导电浆0.2‑5％；负极片包括负极集流体和负极浆料；负极浆料由按照重量百分比计的以下组分制备而成：硅碳复合材料90‑97％；导电剂0.1‑5％；丙烯腈多元共聚物0.1‑5％。该锂离子电池以LiNi_0.5Mn_1.5O₄为正极体，电池的充电上限电压达到4.6V，电压平台高。本发明还公开了一种充电上限电压高的锂离子电池的制备方法，流程简单，高效安全，可操作性强。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种充电上限电压高的锂离子电池及其制备方法。

背景技术

锂离子动力电池是20世纪开发成功的新型高能电池，因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，已被广泛应用于军事和民用小型电器中。电池的能量密度主要取决于电极材料的能量密度，因此实现这一目标必然要求电极材料的能量密度相应有大幅度的提高。而提高电极材料的能量密度，主要取决于正极材料的能量密度和电池体系的工作电压。

但是，现有的锂离子电池存在以下缺陷：

目前市场上主流的电池产品，其充电上限一般为4.2V；而4.35V电池和4.4V电池只是进入了小批量的应用阶段，充电上限高的电池几乎处于空白阶段。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种充电上限电压高的锂离子电池，该电池以镍锰二元材料(LiNi_0.5Mn_1.5O₄)为正极体，电池的充电上限电压达到4.6V，电压平台高。

本发明的目的之二在于提供一种充电上限电压高的锂离子电池的制备方法，流程简单，高效安全，可操作性强。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种充电上限电压高的锂离子电池，包括正极片、负极片和设置在所述正极片与所述负极片之间的隔膜；所述正极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体表面的正极浆料；所述正极浆料由按照重量百分比计的以下组分制备而成：LiNi_0.5Mn_1.5O₄ 90-98％；PVDF 0.2-5％；导电浆0.2-5％；所述负极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体表面的负极浆料；所述负极浆料由按照重量百分比计的以下组分制备而成：硅碳复合材料90-97％；导电剂0.1-5％；丙烯腈多元共聚物0.1-5％。

进一步地，在所述正极浆料中，所述导电浆包括按照重量份计的以下组分：PVP 5-15份；碳纳米管20-30份；碳黑30-45份；磷片石墨30-45份；在所述负极浆料中，所述导电剂为炭黑；所述丙烯腈多元共聚物的型号为LA132。

进一步地，所述正极集流体为铝箔；所述负极集流体为铜箔。

进一步地，所述隔膜包括聚烯烃树脂基材，以及设置在所述聚烯烃树脂基材上的纳米氧化铝层，所述聚烯烃基材为微孔膜。

进一步地，所述聚烯烃树脂基材的厚度为12-16μm，孔隙率为40-60％，孔径为0.01-0.1μm；所述纳米氧化铝层的厚度为2-3μm。

进一步地，所述聚烯烃树脂基材采取热致相分离法制备而成，具体操作如下：取聚烯烃树脂，加入成孔剂，加热熔融混合后，压制成膜片；然后拉伸，并用萃取剂洗脱残留的成孔剂，烘干后即得所述聚烯烃树脂基材。

进一步地，所述正极浆料的制备过程如下：