[发明专利]一种锂离子电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂电池及其制备方法，特别是一种具有较高的能量密度的锂离子电池及其制备方法。

背景技术

随着现代电子产品的不断更新换代，新能源汽车对行驶里程的要求越来越高，各方面因素都迫使我们开发具有更高能量密度的电池体系提供更高效的能源。高镍三元材料由于较高的能量密度和安全性能的提升已经成为国内外开发高端电池的重要材料，国外的大型动力电池企业，如LGC、SBL、SKI等已经做了大量的开发试验，为最终的量产积累技术基础；并且在众多高端电动汽车例如Leaf、Volt车型都开始计划使用高镍三元作为新一代的动力电池。

近些年硅负极材料成为各大电池厂开发的热点，该材料理论容量可以到达4200mAh/g。但如何采用合适的硅负极材料和高镍三元材料配对才可以制造出能量密度更高各项性能优越的电池体系，是目前行业内需要研发的重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工艺简单适合大规模生产的采用硅负极材料和高镍三元材料配对制造的能量密度更高且各项性能优越的锂离子电池及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种锂离子电池，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，其中，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。

上述的锂离子电池，其中，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。

上述的锂离子电池，其中，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%。

上述的锂离子电池，其中，所述电池壳体为铝壳、钢壳或者聚合物软包装。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种锂离子电池的制备方法，其中，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。

上述的锂离子电池制备方法，其中，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。