[发明专利]一种锂电池

说明书

本发明涉及一种锂电池，其包括正极极片、负极极片、隔膜、电解质以及封装结构，电池的正极极片为掺杂双草酸硼酸锂的聚苯胺薄膜；负极极片为铌掺杂二氧化锡‑铌掺杂二氧化钛薄膜。解决了现有技术中由于锡基电极本身差的电子电导率阻碍锂离子与其反应所引起的循环中体积膨胀现象，从而抑制了锂电池的循环寿命的技术问题，较大地提高了首轮效率、循环性能和稳定性，广泛应用于对电池形状及大小有特殊要求的机械中。

技术领域：

本发明涉及一种锂电池，特别是涉及一种循环寿命长的锂电池。

背景技术：

锂离子电池是一种新型高效的二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在2个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

近年来，锂离子电池技术已经在现代社会中广泛应用，发展前景广阔，但随着社会的进步，对于锂离子电池的容量以及循环稳定性的要求也越来越高。作为应用到商业中最为成功且广泛的锂离子电池负极材料的石墨，理论比容量仅372mAh/g，已经很难满足于人们的需要。因此越来越多的非碳负极材料被开发出来作为锂离子电池负极材料应用。众多研究都发现一些金属合金、金属硫化物以及金属氧化物相对于石墨材料的容量都有很高的理论容量，尤其是金属氧化物研究更为普遍，而锡基锂离子电池负极材料更是受到众多研究者的青睐。二氧化锡的理论比容量高达1493mAh/g，远高于石墨材料，并且我国具有丰富的锡矿资源，原材料廉价，清洁无污染。但是二氧化锡材料是n型半导体氧化物，本身较差的电子导电率会阻碍锂离子与材料的反应，外加上本身的物理性质以及嵌脱锂机制，从而造成在大倍率充放电循环中体积膨胀比较大，易出现结构粉化以及破裂脱离集流体的现象，从而循环稳定性比较差，甚至还有可能因为短路造成安全事故。但是，例如锡-金属合金负极材料，该种材料嵌锂活性较低，但结构稳定性非常理想，而且在电极结构稳定性的保持方面性能出色，能够作为缓冲基体抑制锡体积的膨胀，实现性能的提升、延长电池寿命。由于锡基复合材料的制备方法及结构不同，作为锂离子电池负极材料，其电化学性能也不尽相同，在尝试延长寿命时，首先应注意手段的可行性，如果制备工艺涉及到复杂的技术，即便研究获取进展，也可能难以大规模推广。

CN103490071A中公开了一种锂-聚苯胺二次电池，其包括电池正极、电池负极、电解液和隔膜，电池正极为二氧化锰/聚苯胺/碳三元复合材料，其特征是所述正极的制备过程包括：(1)制备掺杂高氯酸锂的聚苯胺；(2)将掺杂高氯酸锂的聚苯胺和膨胀石墨压制成正极片，电解液为弱酸性电解液。然而厚重极片降低了电池整体的能量密度。

CN103708535B中公开了一种碳掺杂二氧化锡纳米线锂电池负极材料的制备方法，利用可溶性酚醛树脂和致孔剂的自组装过程制备六方堆积相结构的介孔酚醛树脂，进一步碳化得到介孔碳，并以其为模板，在其纳米孔道中生长二氧化锡，通过灼烧控制碳的含量，得到碳掺杂二氧化锡纳米线锂电池负极材料。该制备过程首先是要利用溶性酚醛树脂和致孔剂，交联固化得到六方堆积相结构的介孔酚醛树脂；然后是在惰性气体中进行碳化得到具有连续孔道的介孔碳材料；最后与二氧化锡前驱体混合，在惰性气体和空气的混合气体中进行灼烧，即得到所述碳掺杂二氧化锡米线锂离子电池负极材料。该方法涉及过程复杂，耗时长，而且影响因素多而不易控制。

发明内容：

为解决现有技术中由于锡基电极本身差的电子电导率阻碍锂离子与其反应所引起的循环中体积膨胀现象，从而抑制了锂电池的循环寿命的技术问题。

本发明提供了一种循环寿命长的锂电池。采取的技术方案是：一方面，本发明提供了一种锂电池，所述地锂电池包括正极极片、负极极片、隔膜、电解质以及封装结构。

名词解释：本申请中涉及到的化学元素分别代表：O为氧原子；Sn为锡原子；Ti为钛原子；Nb为铌原子。

具体地，所述的正极极片为掺杂双草酸硼酸锂的聚苯胺薄膜；