[发明专利]一种以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池，其特征在于：所述锂离子电池由铝箔、正极极片、隔膜、负极极片、铜箔逐层叠加构成，所述负极极片由硅碳材料、导电剂、粘结剂组成；所述正极极片由正极材料、导电剂、粘结剂组成；所述隔膜上涂覆有钛酸锂材料，所述钛酸锂材料由有机溶剂、分散剂、粘结剂和钛酸锂粉末混合而成。

2.根据权利要求1所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池，其特征在于：所述硅碳材料为硅或氧化硅类中的一种与碳形成的复合材料。

3.根据权利要求1所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池，其特征在于：所述正极材料为磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池，其特征在于：所述隔膜的材质包括PE、PP、PP/PE/PP、PI、PET中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池，其特征在于：所述钛酸锂材料各组分的重量为：有机溶剂80-200份；分散剂3-6份；粘结剂5-20份；钛酸锂粉末20-45份。

6.根据权利要求5所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池，其特征在于：所述隔膜上钛酸锂材料的涂层厚度为1-5μm，涂层水分含量为≤700ppm。

7.根据权利要求5所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池，其特征在于：所述隔膜的厚度为10-20μm。

8.根据权利要求5所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池，其特征在于：所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、丙酮中的一种或多种。

9.根据权利要求5所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池，其特征在于：所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。

10.根据权利要求5所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池，其特征在于：所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或多种。

11.根据权利要求5所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池，其特征在于：所述钛酸锂粉末的颗粒大小为50-200nm。

12.一种以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池的制备方法，其特征在于：制备权利要求1-11任一所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池，其制备方法具体如下：

步骤一，制备钛酸锂材料：将有机溶剂、分散剂、粘结剂和钛酸锂粉末按一定比例混合，搅拌至呈浆状；

步骤二，制备涂覆钛酸锂材料的隔膜：将步骤一中的钛酸锂材料按一定厚度涂覆到隔膜上；

步骤三，制备负极极片：将硅碳材料、导电剂、粘结剂溶解在水中，搅拌制成负极浆料，再通过涂布、辊压、冲切工艺分别制成硅碳负极极片；

制备正极极片：将正极材料、导电剂、粘结剂溶解在有机溶剂中，搅拌制成正极浆料，再通过涂布、辊压、冲切工艺分别制成正极极片；

步骤四，制备锂离子电池：将步骤三中的正/负极片和步骤二中的涂覆钛酸锂材料的隔膜按设定参数进行叠片，再经过极耳焊接、顶/侧封、注液、化成、分容工序制成锂离子电池。

13.根据权利要求12所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述步骤一中钛酸锂材料有机溶剂：分散剂：粘结剂：钛酸锂粉末的重量比为：75-80:1-3:2-5:15-20。

14.根据权利要求12所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述步骤一中钛酸锂材料的固体含量为5-30％。

15.根据权利要求12所述的以硅碳材料为负极的快充型锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述叠片过程中钛酸锂涂层与所述硅碳负极相对布置。