[发明专利]一种锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池，包括电池壳体、安装在所述电池壳体内的电芯和注入所述电池壳体内的电解液，所述电芯包括采用叠片式或卷绕式组装的至少一个正极片和至少一个负极片，其特征在于，所述正极片包括分子式为Li(Ni_xMn_yCo_1-x-y)O₂的高镍三元材料，其中0.6≤x≤0.8，0.1≤y≤0.2，所述负极片包括硅系材料。

2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述高镍三元材料为Li(Ni_0.6Mn_0.2Co_0.2)O₂、Li(Ni_0.7Mn_0.15Co_0.15)O₂或Li(Ni_0.8Mn_0.1Co_0.1)O₂。

3.如权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，所述硅系材料包括硅碳复合材料、硅纳米线、硅纳米管或经过碳包覆的硅纳米管，其中硅碳复合材料中硅的含量占硅碳复合材料重量比的4%～20%。

4.一种锂离子电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、制备极片浆料：

S101、制备正极浆料：将正极材料、导电剂、粘结剂和溶剂加入到混料机中进行混料，得到正极浆料，其中，所述正极材料包括分子式为Li(Ni_xMn_yCo_1-x-y)O2的高镍三元材料，其中0.6≤x≤0.8，0.1≤y≤0.2；

S102、制备负极浆料：将硅系材料、导电剂、粘结剂和溶剂加入混浆机中进行混料，得到负极浆料；

S200、制备极片：分别将所述的正极浆料和负极浆料涂覆在基体上并烘干滚压为正极片和负极片；

S300、组装电池：将所述正极片和负极片分别裁成需要的尺寸并组装成电芯，将所述正极片的极耳和负极片的极耳分别连接成为电池的正极和负极，并将所述电芯装入电池壳体内；

S400、注液、化成：将电解液注入到所述电池壳体内，然后将所述电池壳体封口并进行分容化成。

5.如权利要求4所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，所述步骤S200进一步包括：

S201、制备正极片：将所述正极浆料涂覆在正极集流体上，在烘箱中以100℃～140℃烘干，然后对辊滚压，压实密度为2.8～3.7g/cm³，得到正极片；

S202、制备负极片：将所述负极浆料涂覆在负极集流体上，在烘箱中以90℃～120℃烘干，然后对辊滚压，压实密度为1.1～1.7g/cm³，得到负极片。

6.如权利要求4或5所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，所述正极材料经过金属氧化物包覆，所述金属氧化物中的金属元素为Zr、Mg、Al中的一种或两种混合物，所述金属氧化物的包覆量为高镍三元材料摩尔数的1%～6%。

7.如权利要求4或5所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，所述步骤S101中，所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、乙炔黑、碳纳米管中的一种或几种的混合物；所述粘结剂为PVDF、CMC、PVP、SBR、PAN中的一种或多种的混合物；所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N-N-二甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、无水乙醇、丙酮中的一种或多种的混合物。

8.如权利要求4或5所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，所述硅系材料为硅碳复合材料、硅纳米线、硅纳米管或经过碳包覆的硅纳米管，其中硅碳复合材料中硅的含量占硅碳复合材料重量比的4%～20%。

9.如权利要求8所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，所述步骤S102中的导电剂为石墨、炭黑、乙炔黑、碳纤维、碳纳米管中的一种或多种的混合物；所述粘结剂为苯乙烯-丁二烯橡胶、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、丙烯腈中的一种或多种的混合物；所述溶剂为水、N-甲基吡咯烷酮或N-N-二甲基吡咯烷酮中的一种或两种的混合物。

10.如权利要求4、5或9所述的锂离子电池制备方法，其特征在于，所述正极浆料的涂布面密度为15～22×10^-3g/cm²，负极浆料的涂布面密度为4～12×10^-3g/cm²。