
技术摘要:
本发明公开一种锂离子电池及其制备方法,涉及锂离子电池技术领域,所述锂离子电池包括电解液以及浸润于所述电解液中的极芯;所述极芯包括正极、负极,以及用于将所述正极与所述负极进行分隔的隔膜;其中所述负极包括负极浆料,所述负极浆料包括负极活性物质,所述负极 全部
背景技术:
随着环保压力的增大以及产业结构发展的需求,国家对电动汽车产业的支持力度 越来越大。2018年,全球电动汽车行业的投资规模创下了近几十年来的新高;而动力锂离子 电池作为电动车的主要部件,近几年来也出现了井喷式发展。 电动汽车按动力来源,可分为纯电动与混合动力电动车两大方向。混合动力电动 车中,动力锂离子电池主要有两大作用:1、为汽车启动、加速、爬坡或者行驶直接提供动力; 2、辅助内燃机输出或者消纳能量;这两大作用,对锂离子电池的快速充电与快速放电性能, 即倍率性能,有着很高的要求。而目前市场上具有高倍率性能的锂离子电池,存在能量密度 较低的缺陷。 鉴于上述缺陷,本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
技术实现要素:
为解决上述技术缺陷,本发明采用的技术方案在于,提供一种锂离子电池,包括电 解液以及浸润于所述电解液中的极芯;所述极芯包括正极、负极,以及用于将所述正极与所 述负极进行分隔的隔膜;其中所述负极包括负极浆料,所述负极浆料包括负极活性物质,所 述负极活性物质包括膨胀石墨、四氧化三铁、微晶石墨以及硬炭。 可选地,所述负极活性物质为以膨胀石墨为骨架、以四氧化三铁为核、以微晶石墨 为主体、以硬炭为外壳的三维立体结构。 可选地,所述负极浆料还包括导电剂、增稠剂、粘结剂、溶剂,其中: 所述导电剂的重量为所述负极活性物质重量的0.5~10%;所述导电剂包括炭黑、 乙炔黑、碳纤维、片状石墨中的至少一种; 所述增稠剂的重量为所述负极活性物质重量的0.5~5%;所述增稠剂包括羧甲基 纤维纳、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素和聚丙烯酸中的至 少一种; 所述粘结剂的重量为所述活性物质重量的0.5~10%;所述粘结剂为丁苯橡胶或 聚偏二氟乙烯; 所述溶剂的重量为所述负极活性物质重量的40~150%;所述溶剂包括去离子水 或氮甲基吡咯烷酮。 可选地,所述正极包括正极活性物质,所述正极活性物质包括钴酸锂、锰酸锂、镍 酸锂、磷酸亚铁锂、磷酸钒锂或三元材料中的一种。 可选地,所述隔膜包括聚丙烯微多孔膜、聚乙烯微多孔膜、玻璃纤维毡或三层复合 隔膜中的一种。 可选地,所述电解液包括锂盐和非水溶剂;所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸 4 CN 111554963 A 说 明 书 2/11 页 锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、全氟丁基磺酸锂、铝酸锂、氯铝酸锂、氟代磺酰 亚胺锂、氯化锂或碘化锂中的至少一种;所述非水溶剂包括含氟、含硫或含不饱和键的环状 有机酯中的至少一种。 本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池的制备方法,包括: S1:制备具有三维立体结构的负极活性物质,将所述负极活性物质与导电剂、增稠 剂、粘结剂、溶剂进行混合,制备负极浆料; S2:将所述负极浆料于负极集流体上进行双面敷料,再将进行双面敷料后的所述 负极集流体于80-100℃、真空条件下烘烤2-5h,碾压、切片,得到负极; S3:称取正极活性物质,将所述正极活性物质于正极集流体上进行双面敷料,再将 进行双面敷料后的所述正极集流体于80-100℃、真空条件下烘烤2-5h,碾压、切片,得到正 极; S4:裁取隔膜,配置电解液,于手套箱中对所述正极、所述负极、所述隔膜、所述电 解液进行装配,得到锂离子电池。 可选地,所述制备具有三维立体结构的负极活性物质包括: S21:将膨胀石墨置于碳源中进行第一次浸渍处理,得到粉末A; S22:将所述粉末A置于催化剂溶液中进行第二次浸渍处理,得到粉末B; S23:将所述粉末B置于第一加热炉中,于惰性气氛、1500-2000℃温度下对所述粉 末B进行催化石墨化处理,得到粉末C; S24:将所述粉末C置于第二加热炉中,于惰性气氛、650~850℃温度下,通入水蒸 气,对所述粉末C进行受控氧化处理,得到粉末D; S25:将所述粉末D置于第三加热炉中,于800-1200℃温度下,通入有机气体,对所 述粉末D进行高温化学气相沉积处理,得到锂离子电池负极材料。 可选地,所述催化剂包括氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、硝酸铁、醋酸铁、柠 檬酸铁、二茂铁、草酸亚铁、草酸铁、磷酸铁中的至少一种。 可选地,所述碳源包括树脂、沥青、重油中的至少一种;所述有机气体包括甲烷、乙 烷、乙炔、丙酮、苯、甲苯、二甲苯中的至少一种;所述惰性气氛包括氮气气氛、氩气气氛、氦 气气氛中的一种。 与现有技术比较本发明的有益效果在于: 1,本发明提供的锂离子电池,通过以膨胀石墨、微晶石墨、四氧化三铁、硬炭作为 负极活性物质,使得该负极活性物质能够兼顾高倍率性能以及高能量密度,同时还具有循 环寿命长的优点,从而使得制备的锂离子电池能够兼顾高倍率性能及高能量密度,能够满 足作为动力锂离子电池的需求; 2,本发明提供的锂离子电池的制备方法,原料来源丰富,成本低廉,且制备的锂离 子电池的倍率性能、能量密度、首次效率等核心性能表现优异,具有高比能和循环寿命长的 特点,能够满足锂离子电池作为电动汽车动力电池的需求。 附图说明 为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍。 5 CN 111554963 A 说 明 书 3/11 页 图1是本发明锂离子电池负极活性物质制备过程中不同处理阶段产品的结构示意 图; 图2是本发明锂离子电池负极活性物质的扫描电镜图; 图3是本发明锂离子电池负极活性物质的循环寿命曲线图。