一种高容量锂离子动力电池及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高容量锂离子动力电池及其制备方法，该动力电池负极采用C‑Sn‑Si复合材料为负极活性物质制成负极片，电解液中添加碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、邻苯二酚碳酸酯中的几种为添加剂，另外该动力电池使用以聚丙烯腈为骨架的陶瓷隔膜。本发明通过负极使用C‑Sn‑Si高容量复合材料，可以提高电池的能量密度；通过在电解液中添加功能性添加剂，可以提高电池的能量密度和高压循环性能；通过使用陶瓷隔膜，提高电池安全性能。

主权项

一种高容量锂离子动力电池，包括正极极片、隔膜、负极极片、电解液、外接端子、外壳，负极极片由集流体和涂覆在集流体上的含负极活性物质的负极材料浆料组成，其特征在于，所述隔膜为陶瓷隔膜，陶瓷隔膜包括聚丙烯腈骨架和陶瓷材料，陶瓷材料为三氧化二铝和二氧化硅的混合物，三氧化二铝和二氧化硅一次颗粒粒径：200nm～350nm，陶瓷材料中二氧化硅的重量百分比为10%～30%，其余为三氧化二铝，陶瓷隔膜厚度为20～35μm，孔隙率为50～70%，透气率为40～150cm³/sec；所述电解液中包括六氟磷酸锂，溶剂和添加剂，溶剂为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙稀酯中的几种，添加剂为碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、邻苯二酚碳酸酯中的几种；所述负极活性物质为C‑Sn‑Si复合材料，C‑Sn‑Si复合材料中Si和Sn的总质量占C‑Sn‑Si复合材料的质量比重≤10%，其中：所述C‑Sn‑Si复合材料通过以下方法制得：（1）将硅粉与可溶性亚锡盐溶于水中，搅拌均匀，得悬浊液；取可溶性草酸盐溶于水中，得可溶性草酸盐溶液；（2）按可溶性亚锡盐与可溶性草酸盐的摩尔比为1:（1～1.3），将可溶性草酸盐溶液倒入悬浊液中用酸液调节整个反应体系的pH为0.5～3，并不断搅拌1～3h，得到反应液，可溶性亚锡盐为氯化亚锡、氟化亚锡、葡萄糖酸亚锡中的一种，可溶性草酸盐为草酸钠或草酸钾；（3）将反应液进行固液分离，得到的固体经水洗并烘干后，即得C‑Sn‑Si复合材料；所述陶瓷隔膜通过以下方法制得：取三氧化二铝和二氧化硅混合物5～10重量份，聚丙烯酸2～3重量份，混合后添加85重量份的去离子水和5重量份的异丙醇搅拌形成浆液，使用凹版印刷机将浆液均匀的涂覆在聚丙烯腈骨架上，高温80～90℃干燥后，制成陶瓷隔膜；所述高容量锂离子动力电池通过以下方法制得：将正极极片、隔膜、负极极片相间叠片形成电芯，单向焊接极耳，然后进行铝塑膜热封，注入电解液，热封封口，依次进行搁置、预充、抽空、化成、分容，制成锂离子动力电池。