[发明专利]一种基于硅负极的新型高电压锂离子电池及能量存储元件

权利要求书

1.一种基于硅负极的新型高电压锂离子电池，包括能够可逆嵌脱锂的正极、负极、隔膜和电解质，其特征在于，所述正极以磷酸钴锂及其复合物作为正极活性物质；所述负极以硅基材料作为负极活性物质，以水基粘结剂作为负极粘结剂。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：磷酸钴锂复合物至少选自磷酸钴锂/碳复合物、磷酸钴锂/金属离子掺杂复合物、磷酸钴锂/导电聚合物复合物中的一种。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：所述的磷酸钴锂/碳复合物中的碳至少包括多孔导电碳黑(Ketjenblack EC600JD)、微孔超导碳黑(BP2000)、碳纳米纤维(CNFs)、有序介孔碳(OMC)、多孔碳(CMK-3)、氧化石墨烯(GO)、石墨烯(Graphene)中的一种或者几种。

4.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：所述的磷酸钴锂/金属离子掺杂复合物中的掺杂离子至少包括：Mg²⁺，Ca²⁺，Sr²⁺，Ba²⁺，Sc³⁺，Y³⁺，Ln³⁺，Ti⁴⁺，Zr⁴⁺，Hf⁴⁺，V⁴⁺，V³⁺，V²⁺，Ta³⁺，Cr³⁺，Mo³⁺，W³⁺，Mn²⁺，Mn³⁺，Re³⁺，Re²⁺，Fe³⁺，Fe²⁺，Ru³⁺，Os³⁺,，Os²⁺,，Co³⁺，Co²⁺，Rh²⁺，Rh⁺，Ir²⁺，Ir⁺，Ni²⁺，Ni⁺，Pd²⁺，Pd⁺，Pt⁺，Cu²⁺，Cu⁺，Ag⁺，Au⁺，Zn²⁺，Cd²⁺，Hg²⁺，Al³⁺，Ga³⁺，In³⁺，Si⁴⁺，Si²⁺，Ge⁴⁺，Ge²⁺，Sn⁴⁺，Sn²⁺，Pb⁴⁺，Pb²⁺中的一种或几种，其中Ln³⁺表示镧系元素离子：La³⁺，Ce³⁺，Pr³⁺，Nd³⁺，Sm³⁺，Eu³⁺，Gd³⁺，Tb³⁺，Dy³⁺，Ho³⁺，Er³⁺，Tm³⁺，Yb³⁺，Lu³⁺。

5.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：所述的磷酸钴锂/导电聚合物复合物中的导电聚合物至少包括：聚苯胺(PANi)、聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTh)、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)等导电聚合物中的一种或者多种。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述硅基材料至少选自硅、硅-金属复合物、硅-非金属复合物、硅-碳复合物中的一种；水基粘结剂至少选自明胶、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠(CMC)/丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸脂多元共聚物中的一种。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于：所述的硅-金属复合物中的金属至少包括Fe、Mn、Cu、Mg、Ca、Sn、Ni中的一种或几种。