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专利号: 2020105999205
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2023-08-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高循环性能和倍率性能的锂离子电池,其特征在于,包括正极、负极和隔膜;

正极配方包括:

三元正极材料、碳纳米管和导电炭黑;

负极配方包括:

负极材料和负极导电剂;

负极材料为无定形碳包覆石墨所形成的核壳结构颗粒,其制备方法为:将有机碳源溶于溶剂中,配置为有机碳溶液,向有机碳溶液中加入石墨细粉并分散均匀,得到石墨分散液,对石墨分散液进行低温焦化,得到预溶胶,向预溶胶中加入生物质载体,浸渍吸附至生物质载体饱和,随后过滤出生物质载体依次进行二次热焦化和烧结固化,即得到粉料状的负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种高循环性能和倍率性能的锂离子电池,其特征在于,正极配方为:

90~98 重量份的三元正极材料、0.1~4.0 重量份的碳纳米管、1.0~3.0 重量份的导电炭黑和1.0~3.0 重量份的正极粘结剂;

负极配方为:

90~97 重量份的负极材料、0.2~3.0 重量份的负极导电剂和1.0~6.0 重量份的负极粘结剂。

3.根据权利要求1或2所述的一种高循环性能和倍率性能的锂离子电池,其特征在于,负极配方还包括:硅碳复合溶胶3.0~5.0 重量份。

4.根据权利要求3所述的一种高循环性能和倍率性能的锂离子电池,其特征在于,硅碳复合溶胶的制备方法为:a)将正硅酸乙酯、无水乙醇、甲苯按质量比(8~10):100:(0.1~0.2)混合,制得溶液A;

将0.5~1.5 mol/L的冰醋酸、无水乙醇与水按质量比(20~30):100:(6~8)进行混合,制得溶液B;对溶液A在50~60 ℃下进行超声波振荡处理,将溶液B以0.5~1.0 mL/s的速率滴加到其3~4 倍质量的溶液A中;滴加溶液B的同时向溶液A中添加质量为溶液A的0.01~0.03 倍的碳酸氢钠,滴加完毕后搅拌2~4 h,制得硅溶胶;

b)另取纳米碳溶胶与所述硅溶胶混并搅拌合均匀,得到碳硅质量比(1~3):1的碳/硅复合溶胶。

5.根据权利要求1或2所述的一种高循环性能和倍率性能的锂离子电池,其特征在于,负极材料的壳结构具有多孔结构。

6.根据权利要求1所述的一种高循环性能和倍率性能的锂离子电池,其特征在于,所述有机碳溶液为葡萄糖溶液,其中葡萄糖浓度为25~30 wt%;

所述石墨细粉粒径≤50 μm;

所述生物质载体包括柚子皮、秸秆、麦麸或茶渣。

7.根据权利要求1所述的一种高循环性能和倍率性能的锂离子电池,其特征在于,所述低温焦化为110~130 ℃保温2~3 h;

所述二次热焦化为190~210 ℃保温2~3 h;

所述烧结固化为1020~1080 ℃保温2~2.5 h;

所述低温焦化、二次热焦化和烧结固化均于保护气氛中进行。

8.根据权利要求1所述的一种高循环性能和倍率性能的锂离子电池,其特征在于,所述三元正极材料为NCA或NCM。

9.根据权利要求1所述的一种高循环性能和倍率性能的锂离子电池,其特征在于,所述隔膜为PP隔膜、PE隔膜、PP陶瓷涂层隔膜、PE陶瓷涂层隔膜、PP陶瓷+PVDF涂层隔膜或PE陶瓷+PVDF涂层隔膜。