[发明专利]锂离子电池体系

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种锂离子电池体系，尤其是一种低成本高可靠性的锂离子电池体系。

【背景技术】

锂离子电池具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应和工作温度范围宽等优点，已被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、电子仪表、便携电动工具、电动自行车和武器装备等。自20世纪90年代初，以钴酸锂为正极材料的锂离子电池已经实现了商品化，但由于钴资源短缺、价格偏高、有毒性而限制其推广使用。相比之下，锰酸锂虽然存在放电容量相对较低，结构欠稳定等一些不足之处，但锰酸锂资源丰富且廉价，对环境危害较小，这些使锰酸锂(LiMn₂O₄)成为最有希望取代钴酸锂的正极材料，具有很好的开发前景。研发正极材料组分中含有锰酸锂的锂离子电池体系成为锰酸锂推广研究的重要课题。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本高可靠性的锂离子电池体系。

为解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子电池体系，采用锰酸锂和三元材料LiNi_1/5～2/5Co_1/5～2/5Mn_1/5～2/5O₂作为复合正极材料，复合正极材料中锰酸锂和三元材料LiNi_1/5～2/5Co_1/5～2/5Mn_1/5～2/5O₂的重量比为：50∶50～80∶20。这种锂离子电池正极材料采用锰酸锂和三元材料LiNi_1/5～2/5Co_1/5～2/5Mn_1/5～2/5O₂，兼顾了成本和性能两方面的要求，具有良好的实用前景。

在此基础上：

本发明锂离子电池体系中复合正极材料所用锰酸锂的参数可选择为：D50：12um～16um，比表面积：0.22m²/g～0.45m²/g。

三元材料LiNi_1/5～2/5Co_1/5～2/5Mn_1/5～2/5O₂的参数可选择为：D50：4.5um～7.0um，比表面积：1.0m²/g～1.5m²/g。

负极采用天然石墨和人造石墨，天然石墨和人造石墨的重量比为：20∶80～50∶50。

采用碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯的电解液体系，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯的体积比为：1.5～2.5∶0.5～1.5∶3.5～4.5，电解液体系中锂离子浓度为：1.0mol/L～1.3mol/L。

本发明的有益效果是：该锂离子电池体系正极材料中采用了锰酸锂，成本较低，环境友好；三元材料LiNi_1/5～2/5Co_1/5～2/5Mn_1/5～2/5O₂弥补了以单纯锰酸锂为正极材料时容量和循环性能方面的不足；该锂离子电池体系具有良好的容量、循环性能和防过充性能，尤其是具有良好的高温存储性能。

【附图说明】

下面通过具体实施方式并结合附图，对本发明作进一步的详细说明：

图1是本发明一种具体实施方式所得电池样品的循环性能曲线。

【具体实施方式】

以下各实施例采用本发明锂离子电池体系制作型号为503759P-860mAh的样品电池。

实施例一

正极体系：锰酸锂和三元材料(LiNi_1/5～2/5Co_1/5～2/5Mn_1/5～2/5O₂)作为复合正极材料，复合正极材料中锰酸锂和三元材料LiNi_1/5～2/5Co_1/5～2/5Mn_1/5～2/5O₂的重量比为：50∶50；

复合正极材料中锰酸锂的理化性能：D50：12um；比表面积：0.45m²/g；

复合正极材料中三元材料的理化性能：D50：7.0um；比表面积：1.0m²/g；

负极体系：天然石墨和人造石墨，天然石墨和人造石墨的重量比为：20∶80；

负极体系中人造石墨参数：D50：18um；比表面积：1.4m²/g；