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专利号: 2020106261212
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:

1.一种高容量和循环性能的锂离子电池,包括正极、负极和隔膜,其特征在于,还包括: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;

负极材料为碳包覆硅碳复合颗粒所形成的核壳结构,其制备方法为:配制聚氧乙烯-b-聚二甲基硅氧烷和均三甲苯的混合溶液,向混合溶液加入硅油、羧基硅油、氨基硅油、端乙烯基硅油和光引发剂,混匀后涂板热干燥,干燥后辐照交联,交联后热处理得到硅碳复合颗粒,将硅碳复合颗粒置于含碳源的有机溶液中,得到分散液,对分散液进行焦化和烧结固化,即得到负极材料。

2.根据权利要求1所述的一种高容量和循环性能的锂离子电池,其特征在于,所述硅油为聚二甲基硅氧烷;

所述羧基硅油为羧基聚二甲基硅氧烷;

所述氨基硅油为氨基聚二甲基硅氧烷;

所述端乙烯基硅油为端乙烯基聚二甲基硅氧烷。

3.根据权利要求1所述的一种高容量和循环性能的锂离子电池,其特征在于,所述聚氧乙烯-b-聚二甲基硅氧烷的制备方法为:以摩尔量为1:(0.8~1.1)的降莰烯封端的聚二甲基硅氧烷和降莰烯封端的聚氧化乙烯为原料,先将降莰烯封端的聚氧化乙烯加入至二氯甲烷中,配置为0.03~0.06 mol/L的预溶液,向预溶液中加入第三代格布拉催化剂催化反应,反应12~18 min后加入降莰烯封端的聚二甲基硅氧烷,持续搅拌反应2~3 h,即得到聚氧乙烯-b-聚二甲基硅氧烷。

4.根据权利要求1所述的一种高容量和循环性能的锂离子电池,其特征在于,所述混合溶液中,聚氧乙烯-b-聚二甲基硅氧烷和均三甲苯的质量比为1:(1.3~1.6),混合溶液中聚氧乙烯-b-聚二甲基硅氧烷和均三甲苯的总质量浓度为90~105 g/L。

5.根据权利要求1所述的一种高容量和循环性能的锂离子电池,其特征在于,所述硅油、羧基硅油、氨基硅油和端乙烯基硅油的摩尔比为1:(0.2~0.25):(1.1~

1.3):(0.3~0.6),总加入量为每升混合溶液加入30~40 g。

6.根据权利要求1所述的一种高容量和循环性能的锂离子电池,其特征在于,所述涂板热干燥设定干燥温度为140~150 ℃,干燥持续1.5~2 h。

7.根据权利要求1所述的一种高容量和循环性能的锂离子电池,其特征在于,所述辐照交联设定辐照功率为40~50 mW/cm2,辐照持续3~5 min;

所述热处理于保护气氛中进行,设定温度为620~650 ℃,热处理45~70 min。

8.根据权利要求1所述的一种高容量和循环性能的锂离子电池,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%。

9.根据权利要求1所述的一种高容量和循环性能的锂离子电池,其特征在于,所述焦化设定温度为160~180 ℃,持续2~4 h;

所述烧结固化设定温度为960~990 ℃,持续2~3 h。

10.根据权利要求1至9任意一种所述的高容量和循环性能的锂离子电池,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。