[发明专利]一种可快充锂离子电池及其制作方法

说明书

本发明公开了一种可快充锂离子电池及其制作方法，属于电池制造技术领域，其正极包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、钴锰酸锂、镍锰酸锂、钴镍酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的任意一种或几种的混合物；负极以石墨或石墨为主的含硅复合物为骨料，以零维碳材料和一维碳材料中的任意一种或二者的混合物为填料；壳体采用铝制或铝塑膜壳体。本发明通过在锂离子电池电极中构建起良好的导电网络，促进了电解液的均匀分布，平衡了电极的电子转移和离子转移；同时结合合理设计的正、负极极耳，降低内阻，实现电池高能量密度下的快速充电，充电过程中温升较少，且快充条件下仍然保持良好的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，具体的涉及一种可快充锂离子电池及其制作方法。

背景技术

随着互联网技术的兴起与发展，以智能手机为代表的移动便携式设备已成为人们生活中不可或缺的一部分。以智能手机为例，功能越发强大后带来的是耗电量的大幅增加，目前广泛使用的锂离子电池近年来能量密度虽有所提高，但仍然难以满足人们的使用需求，特别是手机和个人身份以及钱包绑定后，低电量关机将严重影响用户生活。再比如，当前流行的航拍无人机凭借全新的视野空间被广泛应用于影视拍摄、旅游体验等领域，但目前的锂离子电池仅能维持约20min左右的续航。另一方面，由于环境与能源问题日益严峻，以动力电池驱动的新能源汽车越来越受到各国政府的重视，“以电代汽”成为今后发展的必然趋势，虽然从续航里程上看，部分新能源汽车(400km)似乎已于传统汽车相接近，但超长的充电等待(2h以上)对新能源汽车的普及来说极为不利。

综上所述，无论是3C领域(电脑、通讯、消费电子)还是动力领域，快充技术都亟待突破，更为确切地来说应该是保证当前产品能量密度的快充技术才是市场迫切需要的，而快充技术的基础在于可快充锂离子电池的开发。受限于锂离子电池的自身特点，能量密度和快充客观上有瓶颈且相互制约，较高能量密度的锂离子电池在20min快充中存在如下问题：电池容量会随着试使用期增长而快速衰减；充电过程中温度上升较多。从设备运行角度看，电池能量密度是绝对的、不可大幅妥协的，快充是相对的、在一定范围内是可接受的。结合实际产品特点和用户体验，发明人认为确有必要提供一类单体电池质量能量密度不低于160Wh/kg且体积能量密度不低于320Wh/L，还可实现20min快速充电且稳定的锂离子电池。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于提供一种可快充锂离子电池及其制作方法，其具有较高的质量能量密度和体积能量密度，快充能力得到了明显提升，充电过程中温升较少，且快充条件下仍然保持良好的循环稳定性。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种可快充锂离子电池，包括正极、负极及壳体，所述正极包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、钴锰酸锂、镍锰酸锂、钴镍酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的任意一种或几种的混合物；所述负极包括骨料和填料，所述骨料包括石墨或石墨为主的含硅复合物，所述填料包括零维碳材料和一维碳材料中的任意一种或二者的混合物；所述石墨或以石墨为主的含硅负极材料的粒径D50值为8-22μm，振实密度为0.8-1.3g/㎝³，比表面积为0.8-4.0㎡/g；所述零维碳材料的平均一次粒径为15-70nm，DBP吸收值为180-350ml/100g；所述一维碳材料的平均粒径为7-11nm，平均长度为5-20μm；所述壳体采用铝制或铝塑膜壳体。

进一步地，在负极中，所述骨料的质量百分比为X％,X的取值范围为90.0X99.0，所述填料的质量百分比为Y％,Y的取值范围为1.0Y10.0。

本发明还提供了上述可快充锂离子电池的制作方法，包括如下步骤：