CN105609867A - 高容量锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种高容量锂离子电池，负极采用中空核-壳多孔Si/C复合物，在容量大的前提下循环性能优异，负极中采用羧甲基纤维素钠和弹性体丁苯橡胶组合物为粘结剂，使循环性能更加优异；正极采用表面碳包覆的单斜结构的Li3V2(PO4)3，电子导电率好，容量大；并且电解液采用LiBOB电解液中添加碳酸亚乙烯酯，可以对形成厚的SEI层具有好的协同效应。

Description

高容量锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种负极采用硅基的高容量锂离子电池。
背景技术
高能动力型锂离子电池的发展迫切，需要寻求高容量、长寿命、安全可靠的新型负极材料来代替石墨类碳负极材料。单质硅具有很高的理论容量（4212mAh/g）而受到关注。同时硅的电压平台高于石墨，在充电时避免了表面的析锂现象，安全性能优于石墨负极材料。另外硅的储量多，价格便宜。但是硅负极在锂脱嵌过程中伴随有大的体积变化，引起硅材料的破坏和机械粉化，导致电极材料间及电极材料和集流体的分离，进而失去电接触，严重降低循环性能。因此需要提供一种循环性能优异的硅基负极材料的锂离子电池。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种负极采用硅基的高容量锂离子电池，负极采用中空核-壳多孔Si/C复合物，在容量大的前提下循环性能优异，正极采用表面碳包覆的单斜结构的Li3V2(PO4)3，电子导电率好，容量大，解决了背景技术中出现的问题。
本发明的目的是提供一种高容量锂离子电池，包括有正极材料和负极材料；
所述正极材料包括有表面碳包覆的单斜结构的Li3V2(PO4)3，导电剂，粘合剂和集流体（铝箔）；
所述负极材料包括有多孔Si/C复合物，导电剂，粘结剂和集流体（铜箔）。
进一步改进在于：还包括有电解液，电解液为LiBOB电解液。
进一步改进在于：所述正极的Li3V2(PO4)3，导电剂，粘合剂的质量比为（80-95）:（3-10）:（2-10）。
进一步改进在于：所述负极的多孔Si/C复合物，导电剂，粘结剂的质量比为（85-95）:（0-5）:（2-10）。
进一步改进在于：所述导电剂为为导电炭黑。
进一步改进在于：所述正极的粘合剂为偏氟乙烯和聚四氟乙烯中的一种。
进一步改进在于：所述负极的粘结剂为羧甲基纤维素钠和弹性体丁苯橡胶组合物。
进一步改进在于：所述电解液中添加有碳酸亚乙烯酯。
进一步改进在于：所述多孔Si/C复合物的制作工艺为：加热纳米硅得到Si/SiO2复合物，之后在Si/SiO2复合物外包覆炭，之后与HF反应得到中空的核-壳多孔Si/C复合物。
进一步改进在于：所述纳米硅粒径为100nm。
本发明的有益效果：本发明负极采用中空核-壳多孔Si/C复合物，在容量大的前提下循环性能优异，负极中采用羧甲基纤维素钠和弹性体丁苯橡胶组合物为粘结剂，使循环性能更加优异；正极采用表面碳包覆的单斜结构的Li3V2(PO4)3，电子导电率好，容量大；并且电解液采用LiBOB电解液中添加碳酸亚乙烯酯，可以对形成厚的SEI层具有好的协同效应。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
一种高容量锂离子电池，包括有正极材料和负极材料；
所述正极材料包括有表面碳包覆的单斜结构的Li3V2(PO4)3，导电剂，粘合剂和集流体（铝箔）；
所述负极材料包括有多孔Si/C复合物，导电剂，粘结剂和集流体（铜箔）。
还包括有电解液，电解液为LiBOB电解液。所述电解液中添加有碳酸亚乙烯酯。所述导电剂为为导电炭黑。所述负极的粘结剂为羧甲基纤维素钠和弹性体丁苯橡胶组合物。所述多孔Si/C复合物的制作工艺为：加热纳米硅得到Si/SiO2复合物，之后在Si/SiO2复合物外包覆炭，之后与HF反应得到中空的核-壳多孔Si/C复合物。所述纳米硅粒径为100nm。
实施例一：
所述正极的Li3V2(PO4)3，导电剂，粘合剂的质量比为85:7:8。
所述负极的多孔Si/C复合物，导电剂，粘结剂的质量比为85:5:10。
所述正极的粘合剂为偏氟乙烯。
实施例二：
所述正极的Li3V2(PO4)3，导电剂，粘合剂的质量比为90:4:6。
所述负极的多孔Si/C复合物，导电剂，粘结剂的质量比为90:3:7。
所述正极的粘合剂为聚四氟乙烯中。
实施例三：
所述正极的Li3V2(PO4)3，导电剂，粘合剂的质量比为95:3:2。
所述负极的多孔Si/C复合物，导电剂，粘结剂的质量比为95:2:3。
所述正极的粘合剂为偏氟乙烯。
以上实施例的负极采用中空核-壳多孔Si/C复合物，在容量大的前提下循环性能优异，负极中采用羧甲基纤维素钠和弹性体丁苯橡胶组合物为粘结剂，使循环性能更加优异；正极采用表面碳包覆的单斜结构的Li3V2(PO4)3，电子导电率好，容量大；并且电解液采用LiBOB电解液中添加碳酸亚乙烯酯，可以对形成厚的SEI层具有好的协同效应。

Claims (10)

1.一种高容量锂离子电池，其特征在于：包括有正极材料和负极材料；
所述正极材料包括有表面碳包覆的单斜结构的Li3V2(PO4)3，导电剂，粘合剂和集流体（铝箔）；
所述负极材料包括有多孔Si/C复合物，导电剂，粘结剂和集流体（铜箔）。
2.如权利要求1所述高容量锂离子电池，其特征在于：还包括有电解液，电解液为LiBOB电解液。
3.如权利要求1所述高容量锂离子电池，其特征在于：所述正极的Li3V2(PO4)3，导电剂，粘合剂的质量比为（80-95）:（3-10）:（2-10）。
4.如权利要求1所述高容量锂离子电池，其特征在于：所述负极的多孔Si/C复合物，导电剂，粘结剂的质量比为（85-95）:（0-5）:（2-10）。
5.如权利要求1或3或4所述高容量锂离子电池，其特征在于：所述导电剂为为导电炭黑。
6.如权利要求1或3所述高容量锂离子电池，其特征在于：所述正极的粘合剂为偏氟乙烯和聚四氟乙烯中的一种。
7.如权利要求1或4所述高容量锂离子电池，其特征在于：所述负极的粘结剂为羧甲基纤维素钠和弹性体丁苯橡胶组合物。
8.如权利要求2所述高容量锂离子电池，其特征在于：所述电解液中添加有碳酸亚乙烯酯。
9.如权利要求1所述高容量锂离子电池，其特征在于：所述多孔Si/C复合物的制作工艺为：加热纳米硅得到Si/SiO2复合物，之后在Si/SiO2复合物外包覆炭，之后与HF反应得到中空的核-壳多孔Si/C复合物。
10.如权利要求9所述高容量锂离子电池，其特征在于：所述纳米硅粒径为100nm。
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