[发明专利]可于宽温度范围提供高放电脉冲的锂电池组件及形成方法

权利要求书

1.一种可于宽温度范围提供高放电脉冲的锂电池组件，其特征在于，所述锂电池组件包括一次锂/卤氧化物电池以及与所述一次锂/卤氧化物电池通过导电连接简单并联的可充电二次锂离子电池，所述可充电二次锂离子电池充满状态下的开路电压高于并联的所述一次锂/卤氧化物电池。

2.根据权利要求1所述的锂电池组件，其特征在于，所述可充电二次锂离子电池中包含阴极材料和阳极复合碳质材料，所述阴极材料可逆地结合锂离子的容量与所述阳极复合碳质材料以LiC₆形式可逆地结合锂离子的容量之比在0.5:1至2:1之间。

3.根据权利要求1所述的锂电池组件，其特征在于，所述一次锂/卤氧化物电池为锂/亚硫酰氯电池或锂/硫酰氯电池；

优选地，所述锂/亚硫酰氯电池的工作电压为3.67V，所述锂/硫酰氯电池的工作电压为3.9V。

4.根据权利要求1所述的锂电池组件，其特征在于，所述可充电二次锂离子电池中阳极材料主要由复合碳质材料组成，所述复合碳质材料包括基本碳质材料和微结构碳质材料，所述基本碳质材料选自石墨、焦炭、炭黑、硬碳、软碳及其组合，所述微结构碳质材料选自石墨烯、石墨烯微片、单层碳纳米管、多层碳纳米管、中间相微球碳、微孔活性碳及其组合。

5.根据权利要求4所述的锂电池组件，其特征在于，所述基本碳质材料的颗粒尺度在10-100微米之间，优选30-80微米之间；

优选地，所述微结构碳质材料相应的微结构尺度小于2微米，优选小于500纳米。

6.根据权利要求4或5所述的锂电池组件，其特征在于，所述微结构碳质材料在所述复合碳质材料中的质量占比在3%-50%之间。

7.根据权利要求4或5所述的锂电池组件，其特征在于，所述可充电二次锂离子电池中阳极材料还包含粘合剂和导电剂，所述粘合剂和导电剂相对所述阳极材料的总质量占比小于20%，优选小于或等于10%。

8.根据权利要求1所述的锂电池组件，其特征在于，所述可充电二次锂离子电池中阴极材料主要由锂化过渡金属插层材料组成，所述锂化过渡金属插层材料选自锂化过渡金属氧化物、混合的锂化过渡金属盐和锂化金属磷酸盐的一种或混合物。

9.根据权利要求8所述的锂电池组件，其特征在于，所述锂化过渡金属插层材料选自LiCoO₂、LiNi_xCo_1-xO₂、LiNi_xAl_1-xO₂、LiMn_xNi_yCo_zO₂、LiNi_xCo_yAl_zO₂、LiMnO₂、LiFePO₄及其混合物，更优选LiMnO₂、LiNi_xCo_yAl_zO₂、LiNi_xCo_1-xO₂、LiMn_xNi_yCo_zO₂及其混合物。

10.根据权利要求8或9所述的锂电池组件，其特征在于，所述锂化过渡金属插层材料中，Co在过渡金属元素中的摩尔比低于25%。

11.根据权利要求1所述的锂电池组件，其特征在于，所述可充电二次锂离子电池中包含与阳极材料和阴极材料接触并浸渍隔膜的电解液，所述电解液包含至少一种相对低粘度溶剂和至少一种具有相对高介电常数或具有低熔点及高沸点的溶剂，所述相对低粘度溶剂选自四氢呋喃、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯、二乙二醇二甲醚、乙二醇二甲醚，所述具有相对高介电常数或具有低熔点及高沸点的溶剂选自碳酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、溴甲烷、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、溴乙烷、碳酸丙烯酯、碳酸丁二醇酯、乙腈、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮及其混合物。