[发明专利]一种硬炭基长寿命化学电源

权利要求书

1.一种硬炭基化学电源，由正极、负极、介于两者之间的隔膜及电解液组成，其特征在于正极采用锂离子嵌入化合物和石墨烯的混合物，负极采用硬炭，电解液采用含有锂离子的非水有机溶剂；其中，负极单位面积活性物质的容量是正极单位面积活性物质容量的1.5倍~3倍。

2.如权利要求1所述的硬炭基化学电源，其特征在于所述锂离子嵌入化合物包括：LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂、LiFePO₄、LiNi_0.8Co_0.2O₂或LiNi_1/3 Co_1/3 Mn_1/3O₂之一。

3.如权利要求1所述的硬炭基化学电源，其特征在于所述电解液由锂离子盐和非质子有机溶剂以及添加剂环戊腈组成；其中添加剂环戊腈的质量百分比为5%-10%。

4.如权利要求3所述的硬炭基化学电源，其特征在于所述电解液中的锂离子盐由LiClO₄、LiBF₄、LiPF₆、LiCF₃SO₃、LiN(CF₃SO₂)、LiBOB、LiAsF₆中的至少一种产生；所述电解液中的非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、乙酸乙酯、乙腈中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的硬炭基化学电源，其特征在于所述隔膜包括聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜、复合膜、无机陶瓷膜、纸隔膜。

6.一种制备根据权利要求1-6之一所述的硬炭基化学电源的方法，包括：

（1）正极片的制备步骤：首先将锂离子嵌入化合物、石墨烯、导电剂、球磨混合，溶解粘结剂，将球磨好的混合物倒入溶解好的粘结剂溶液，调成浆料，然后涂布在正极集流体上，经烘干、碾压、裁切、真空干燥制备成正极片；

（2）负极片的制备步骤：首先将硬炭、粘结剂混合，调成浆料，然后涂布在负极集流体上，经烘干、碾压、裁切、真空干燥制备成负极片；

（3）组装步骤：将制备好的正、负极片经叠片或卷绕成电芯，放入铝塑膜、铝壳或钢壳中，然后进行封口、注入非水有机溶剂中含有锂离子的电解液。

7.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述导电剂包括石墨粉、炭黑、乙炔黑或它们的混合物，所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素纳和丁苯橡胶中的一种或几种。

8.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述正极片的集流体包括铝箔、铝网，所述负极片的集流体包括铜箔、铜网。