[发明专利]一种高容量的锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高容量的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述负极包括负极活性材料、导电剂和粘结剂，所述负极活性材料为三维多孔结构的聚噻吩衍生物；本发明提供的聚噻吩衍生物具有三维多孔结构，能够有效的抑制在充放电过程中的体积膨胀现象，提高电池的稳定性；该三维多孔结构能够在电池充放电的过程中为锂离子的脱嵌提供更多的表面活性位点，降低空间位阻，为充放电过程中的体积膨胀提供缓冲空间，抑制充放电过程中活性材料结构的改变，提高电池的容量，库伦效率和循环稳定性；该聚噻吩衍生物还能为电子和离子的迁移提供通道，减少活性物质由于穿梭效应造成的损耗，进一步的提高电池的稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高容量的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有开路电压高、能量密度大、使用寿命长、无记忆效果、少污染以及自放电率小等优点，它在总体性能上优于其它传统二次电池，一致被认为是各种便携式电子设备及电动汽车用最为理想的电源。传统锂离子电池负极材料石墨虽然循环稳定性好以及性价比较高，但是由于其充放电比容量较低，体积比容量更是没有优势，难以满足动力系统特别是电动车及混合电动车对电池高容量化的要求。因此开发具有高比容量、高充放电效率、长循环寿命的新型锂离子电池负极材料极具迫切性。

近年来，随着人们对导电聚合物各种性能的深入研究，导电聚合物在二次电池领域中有极大的应用前景。而最让研究者感兴趣的导电聚合物是那些含氮原子的杂环聚合物，如：聚苯胺、聚吡咯、聚咔唑、聚噻吩及它们的衍生物。导电聚合物聚二氧乙基噻吩(PEDOT)，由于其广泛的应用前景，已经引起了人们的高度关注。其中的掺杂态具有电导率高、在空气中结构和电导率高度稳定等卓越性能因而成为导电高分子新的研究热点。本征态的PEDOT导电性很差，而且不熔不溶，聚对苯乙烯磺酸(PSS)根阴离子掺杂的可以分散溶解在水溶液中，涂布成膜后在空气中非常稳定，同时具有高电导率，且其水溶液可以进一步加工处理，因而大大地促进了PEDOT的应用。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种高容量的锂离子电池，具有良好的导电性能和倍率放电性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种高容量的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述负极包括负极活性材料、导电剂和粘结剂，所述负极活性材料为三维多孔结构的聚噻吩衍生物；

所述聚噻吩衍生物的制备方法包括以下步骤：

(1)将可溶性金属盐分散到有机溶剂中，加入1,4-苯二甲酸，混合均匀后，在120～180℃的温度下密封反应3～8h，得到前驱体A；

(2)将噻吩衍生物单体和发泡剂溶于有机溶剂中，得到混合溶液，接着将前驱体A加入混合溶液中，超声分散5～10min，得到混合体系，接着在搅拌的条件下，向混合体系中滴加过硫酸铵溶液，反应5～12h；得到中间产物B；

(3)将中间产物B在180～220℃下进行热处理，接着将其置于酸性溶液中浸泡，接着过滤并用去离子水洗涤、干燥得到所述的聚噻吩衍生物。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明提供的聚噻吩衍生物具有三维多孔结构，能够有效的抑制在充放电过程中的体积膨胀现象，提高电池的稳定性；此外，该三维多孔结构能够在电池充放电的过程中为锂离子的脱嵌提供更多的表面活性位点，降低了空间位阻，为充放电过程中的体积膨胀提供缓冲空间，抑制充放电过程中活性材料结构的改变，提高电池的容量，库伦效率和循环稳定性；

该三维多孔结构的聚噻吩衍生物还能为电子和离子的迁移提供通道，减少活性物质由于穿梭效应造成的损耗，进一步的提高电池的稳定性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。