[发明专利]一种高能量密度聚合物锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种高能量密度聚合物锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极片、负极片、多孔隔离膜和有机电解液，

所述正极片包括钴酸锂；

所述负极片包括硅系复合材料；

所述多孔隔离膜为三氧化二铝和聚偏氟乙烯混涂隔膜；

所述电解液由锂盐、碳酸酯、羧酸酯和若干添加剂组成。

2.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂离子锂离子电池，其特征在于，所述钴酸锂D50为10～14μm，比表面积为：0.2～0.3m2/g，钴酸锂掺杂铝和钛两种元素，铝元素的质量百分含量为0.05％～0.1％，钛元素的质量百分含量为0.03～0.07％。

3.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂离子锂离子电池，其特征在于，所述负极片中硅系复合材料为硅氧材料和石墨材料的混合材料，其中硅氧材料的克容量是1500～1700mAh/g，材料粒度D50为3～8μm，比表面积是2～4m2/g；石墨材料的克容量是340～360mAh/g，材料粒度D50为10～15μm，比表面积是0.7～3m2/g；混合材料的克容量是430～460mAh/g，混合材料粒度D50为10～15μm，比表面积是0.6～1.5m2/g，硅元素质量百分含量为5％～10％，碳元素含量是90～95％。

4.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂离子锂离子电池，其特征在于，所述多孔隔离膜的基膜是聚乙烯多孔膜，基膜厚度为5～12μm，混涂层是三氧化二铝和聚偏氟乙烯的混合物组成，涂层厚度是3μm，混涂层对应正极面。

5.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂离子锂离子电池，其特征在于，所述电解液中锂盐为LiPF6，锂盐的含量为1.0～1.2mol/L；

所述电解液中碳酸酯、羧酸酯的质量比例如下：

碳酸乙烯酯：碳酸丙烯酯：碳酸二乙酯：碳酸乙甲酯：丙酸乙酯＝20～45：5～20：30～45：0～15：0～15；

所述电解液中添加剂含量占电解液总质量的1％～9％，各种添加剂的质量比例如下：

氟代碳酸乙烯酯：碳酸亚乙烯酯：1,3-丙烷磺酸内酯：丁二腈：己二腈＝1～9：1～3：0.2～5：0～2：0～2。

6.一种高能量密度聚合物锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述锂离子电池通过：制浆-涂布-辊压-制片-卷绕-装配-烘烤-注液-高温老化-化成-二封-成型-分容工序制成聚合物锂离子电池。

7.根据权利要求6所述的一种高能量密度聚合物锂离子电池及其制备方法，其特征在于，所述正极片通过两个步骤得到；

第一步按质量比例钴酸锂：聚偏氟乙烯(PVDF)：碳纳米管(CNT)：炭黑(SP)＝94～97％：1～2％：1～2％:1～2％称取所需材料，通过搅拌机混料得到正极浆料；

第二步将第一步浆料涂布在铝箔集流体上，涂布面密度≤40mg/cm²,辊压密度≤4.1g/cm³。

8.根据权利要求6所述的一种高能量密度聚合物锂离子电池及其制备方法，其特征在于，所述负极片通过两个步骤得到；

第一步按质量比例硅系复合材料：羧基纤维素钠(CMC)：丁苯橡胶(SBR)：炭黑(SP)＝90～96％：1.5～2％：1.5～2.5％:1～2％称取所需材料，通过搅拌机混料得到负极浆料；

第二步将第一步浆料涂布在铜箔集流体上，涂布面密度≤20mg/cm2，辊压密度≤1.65g/cm3。

9.根据权利要求6所述的一种高能量密度聚合物锂离子电池及其制备方法，其特征在于，所述高温老化工序的温度参数是40～60℃，老化时间是36～48小时。

10.根据权利要求6所述的一种高能量密度聚合物锂离子电池及其制备方法，其特征在于，所述化成工序的步骤是：

(1)0.05C充电，时间30min；

(2)0.1C充电，时间500min，电压限制≤4.4V；

(3)0.2C放电，时间60min。