[发明专利]一种高电压钴酸锂石墨电池及其制备方法

权利要求书

1.一种高电压钴酸锂/石墨电池，其特征在于：包括正极片、负极片、设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜以及电解液；

所述正极片包括正极集流体以及涂覆在所述正极集流体上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料、导电剂、正极粘结剂和正极预成膜添加剂，所述正极活性材料为掺杂包覆改性钴酸锂，所述正极预成膜添加剂为聚乙烯吡咯烷酮；

所述负极片包括负极集流体以及涂覆在所述负极集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括负极活性材料、负极粘结剂和分散剂，所述负极活性材料为碳包覆石墨；

所述高电压钴酸锂/石墨电池的充电截止电压为4.48V；

单位面积负极活性材料容量与单位面积正极活性材料容量的比为(1.025～1.075):1;

所述掺杂包覆改性钴酸锂的制备方法包括：

将第一钴盐、铝盐溶于去离子水中，经共沉淀反应、热处理，得到掺杂铝的第一四氧化三钴颗粒；

将第二钴盐、铝盐溶于去离子水中，经共沉淀反应，热处理，得到掺杂铝的第二四氧化三钴颗粒；

将锂源、所述第一四氧化三钴颗粒和第一添加剂混合，经球磨、煅烧、粉碎、过筛，得到一次包覆的第一钴酸锂颗粒；

将锂源、所述第二四氧化三钴颗粒和第一添加剂混合，经球磨、煅烧、粉碎、过筛，得到一次包覆的第二钴酸锂颗粒；

将所述第一钴酸锂颗粒、所述第二钴酸锂颗粒和第二添加剂混合进行二次包覆，经球磨、煅烧、粉碎、过筛，得到掺杂包覆改性钴酸锂。

2.根据权利要求1所述的高电压钴酸锂/石墨电池，其特征在于，

所述第一四氧化三钴颗粒的中位粒径大于所述第二四氧化三钴颗粒的中位粒径；所述第一钴酸锂颗粒的中位粒径大于所述第二钴酸锂颗粒的中位粒径。

3.根据权利要求2所述的高电压钴酸锂/石墨电池，其特征在于，所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂和草酸锂中的至少一种；所述第一添加剂包含Mg、Al、Ti或Zr中的至少一种元素；所述第二添加剂为含Mg、Al、Ti或Zr中的至少一种元素的化合物。

4.根据权利要求1所述的高电压钴酸锂/石墨电池，其特征在于，所述正极活性材料、所述正极粘结剂、所述导电剂和所述正极预成膜添加剂的质量比为96～99:0.8～2:0.03～2:0.03～0.2。

5.根据权利要求1所述的高电压钴酸锂/石墨电池，其特征在于，所述负极活性材料、所述负极粘结剂和所述分散剂的质量比为97～98.5:0.8～1.5:0.7～1.5。

6.根据权利要求1所述的高电压钴酸锂/石墨电池，其特征在于，所述分散剂为羧甲基纤维素钠。

7.根据权利要求1所述的高电压钴酸锂/石墨电池，其特征在于，所述碳包覆石墨的中位粒径D50为12～23μm，比表面积为1.0～2.0㎡/g，石墨化度为93.0～94.0％。

8.一种根据权利要求1～7任意一项所述的高电压钴酸锂/石墨电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，称取掺杂包覆改性钴酸锂、正极粘结剂、导电剂和正极预成膜添加剂，将所述正极粘结剂加入N-甲基吡咯烷酮中分散成均匀的第一胶液，在所述第一胶液中加入所述掺杂包覆改性钴酸锂、所述导电剂和所述正极预成膜添加剂，搅拌，制得正极浆料；称取碳包覆石墨、分散剂和负极粘结剂，将所述分散剂加入去离子水中分散成第二胶液，在所述第二胶液中加入所述碳包覆石墨和所述负极粘结剂，搅拌，制得负极浆料；

步骤二，将所述正极浆料、所述负极浆料分别均匀涂覆于正极集流体和负极集流体上，进行辊压、分切、焊接极耳、贴胶，得正极片和负极片；

步骤三，将所述正极片、所述负极片和隔膜进行叠片和/或卷绕后制成卷芯并封装，真空烘烤后，注入电解液、静置、高温高压化成、除气封装、分容，即得高电压钴酸锂/石墨电池。