[发明专利]一种高能量密度三元NCA电池及其制备方法

摘要

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高能量密度三元NCA电池及其制备方法；所述的高能量密度三元NCA电池包括正极材料、负极材料和电解液，所述的高能量密度三元NCA电池的制备方法包括以下步骤：1）正极片的制备；2）负极片的制备；3）电解液配制；4）成品电池的制作；通过对负极材料的改进会增加包覆均一性和致密度，不会在循环中造成局部开裂，抑制新的表面出现，降低副反应，减小新的SEI膜生成，提高硅的有效使用率，配合三元NCA正极材料能达到稳定材料结构，提高其常温、高温循环性能及热稳定性的作用；同时在电解液中加入正极表面保护剂，六氟磷酸锂稳定剂以及负极SEI膜成膜添加剂从而提高电池的安全性，高温循环寿命。

主权项

1.一种高能量密度三元NCA电池，其特征在于：所述的高能量密度三元NCA电池包括正极材料、负极材料和电解液；所述的正极材料包括溶剂、胶体、活性物质、导电剂；所述的溶剂为N‑甲基吡咯烷酮、二甲基酰胺、二甲基乙酰胺中的一种；所述的活性物质为LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂；所述的负极材料包括溶剂去离子水、分散剂、粘结剂、改性Si‑C和导电剂；所述的粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚合物树脂中的一种或几种混合物；所述的正极材料的导电剂为超级导电炭黑、导电石墨或导电纳米碳管中的一种或几种混合物；所述的负极材料的导电剂为超级导电炭黑、导电石墨或导电纳米碳管中的一种或几种混合物；所述的高能量密度三元NCA电池的制备方法包括以下步骤：1）正极片的制备将溶剂放入搅拌缸中，加入烘烤合格的胶体，低速搅拌10min后刮料，高速搅拌180min，将导电剂加入已配好的胶液中，低速搅拌10min，高速搅拌40min，加入正极活性物质，低速搅拌10min，抽真空至‑0.09MPa，高速搅拌180min后调节粘度，后用150目筛网过筛出料，将制成的正极浆料均匀涂敷在铝箔上制得正极片；2）负极片的制备制备改性的Si‑C复合物，然后将去离子水放入搅拌缸中，加入分散剂，低速搅拌10min，高速分散180min，将导电剂加入至配制好的胶液中，低速搅拌20min，高速搅拌60min，将制备好的Si‑C负极材料放入搅拌缸中，低速搅拌10min，高速搅拌120min，最后加粘结剂，抽真空至‑0.09MPa，循环水冷却高速搅拌60min，后用150目筛网过筛出料，将制成的负极浆料均匀涂覆在石墨烯涂层铜箔集流体上制得负极片；其中Si‑C复合物的制备方法为喷雾干燥热裂解法、浓硫酸脱水法、表面修饰有机分子再包覆的方法中的一种；3）电解液的配制在电解液中加入添加剂制备得电解液；所述添加剂为苯类、联苯类正极表面保护剂；六氟磷酸锂稳定剂；苯甲醚、N,N‑二甲基三氟乙酰胺、1,2‑三氟乙酰基乙烷负极SEI膜成膜添加剂；4）成品电池的制作将正极片和负极片经过真空烘干、辊压、制片、隔膜叠片、焊正、负极极耳、真空干燥、包膜、注液、二封抽气封口，将半成品电池进行化成，分容，检测后即得成品电池。