CN106469825A - 一种高功率大容量锂离子电池及其制备方法 - Google Patents

一种高功率大容量锂离子电池及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高功率大容量锂离子电池及其制备方法，该锂离子电池通过改变现有锂离子电池中电极片的结构和集流体的放置位置，将电极材料层设于两层集流体之间构成电极片，且正负集流体分别位于隔膜两侧，而不是位于电极材料层的内部，这种结构使得电池电极层靠近多孔集流体的反应区域，总是存在一个低内阻区域，因此电池可以满足瞬时大功率工作的要求，同时，可以大大增加电极层的厚度，满足电池大容量的要求，从而有效解决了电池容量增加而导致电池瞬时功率下降的矛盾；同时电极层与隔膜之间设有多孔集流体，避免电极材料层与隔膜的直接接触，降低正负极活性颗粒及纳米导电层进入隔膜内发生内部短路的风险，提高了电池的安全性。

Description

一种高功率大容量锂离子电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种高功率大容量锂离子二次电池。
背景技术
锂离子电池是以嵌锂化合物作为正负极材料的新型高能电池，与铅酸电池、镍氢电池相比具有比能量高、电压高、自放电小、循环性能好和寿命长等一系列的优点，越来越受到人们的关注。近年来，锂离子电池技术取得了快速发展，已开始应用于电动汽车中。
为了提高电动汽车的行驶能力，锂离子电池作为电动汽车的动力源，对其单位体积储电容量和瞬时高功率输出要求很高。例如，动力电池单位体积的储电容量越高，电动汽车的续航能力就越大；同时，动力电池的瞬时高功率输出能力越大，电动汽车在启动、加速、爬坡等情况下的行驶状态就越好。
现有动力锂离子电池的电极材料层位于集流体和隔膜层之间(如图1所示)，当电极层越薄时，电池内阻越小，瞬时倍率特性和常态倍率特性越高，但电极材料层太薄又会降低电池的储电容量。因此，现有的动力锂离子电池结构设计难以同时兼顾电池的瞬时高功率输出和大容量储电的需求。
发明内容
为了解决现有锂离子动力电池中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种高功率大容量锂离子电池及其制备方法，该锂离子电池通过改变现有锂离子电池中电极片的结构和集流体的放置位置，将电极材料层设于两层集流体之间构成电极片，且正负集流体分别位于隔膜两侧，这种结构使得电池内阻不会因为电极材料层厚度的增加而增加，能够构成同时具有高功率、大容量的锂离子电池。
本发明采用以下技术方案：
一种高功率大容量锂离子电池，包括正极材料层、负极材料层、多孔正极集流体、多孔负极集流体、隔膜；其特征在于：
所述正极材料层位于多孔正极集流体的一侧构成多孔集流正极层，两个所述多孔集流正极层按照正极材料层与正极材料层相对放置的顺序组成一个正极片，正极片的两层正极材料层之间设有50～3000nm厚度的纳米导电层；所述负极材料层位于多孔负极集流体的一侧构成多孔集流负极层，两个所述多孔集流负极层按照负极材料层与负极材料层相对放置的顺序组成一个负极片，负极片的两层负极材料层之间设有50～3000nm厚度的纳米导电层；若干个所述正极片、隔膜和负极片依次紧密接触相互叠加构成层叠结构锂离子电池的电芯，或者所述正极片、隔膜和负极片通过卷绕方式构成卷绕结构锂离子电池的电芯；所述正极材料层厚为200～1000μm，负极材料层厚为100～800μm。
本发明锂离子电池集流体位于隔膜的两侧，而不是位于电极层的内部，这种结构电池在靠近多孔集流体的反应区域，总是存在一个低内阻区域，因此电池内阻与电极材料层的厚度关系不大，使得电池电极材料层的厚度可以灵活设计而不会增加电池的极化内阻，从而解决了电池容量增加而导致电池功率下降的矛盾。
本发明中，电极片由两个多孔集流电极层按照电极材料层与电极材料层相对放置的顺序组成的，为了提高电极材料层的导电性，优选的，在电极片的两层电极材料层中间设有纳米导电层，所述纳米导电层优选为碳颗粒或无定型碳薄膜，颗粒平均粒径为50～1000nm。
现有锂离子电池的电极材料层与多孔隔膜直接接触，在电极材料层表面喷涂导电剂层虽然能够大幅度提高电极材料层的导电性，但是由于导电剂颗粒尺寸较小，很容易进入隔膜的孔隙内造成电池内部短路。本发明锂离子电池结构中，隔膜与电极片的多孔集流体侧相接触，电极材料层表面的纳米导电层并不与隔膜直接接触，这样既提高了电极材料层的导电性，同时提高了电池的安全性。
进一步，所述电芯置于电池壳内，并注入电解液，在惰性气体氛围下完成化成及封装后制得高功率大容量锂离子电池。
所述电解液为将锂盐溶解在锂盐溶剂中，所述锂盐溶剂为碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)的混合溶剂，其中DEC含量为40～55wt％，EC含量为15～40wt％，PC含量为5～15wt％，锂离子浓度为0.8～1.5mol/L；所述锂盐溶剂中还添加有碳酸亚乙烯酯(VC)和苯砜(PS)添加剂，所述VC添加剂含量为锂盐溶剂的0.5～2.0wt％，所述PS添加剂含量为锂盐溶剂的1.0～4.0wt％。
所述正极材料层为正极活性材料:导电剂:粘结剂按照质量比为59～98％:1～40％:1～10％混合均匀，并涂覆在多孔正极集流体的一侧干燥烘干压片制得；所述负极材料层为负极活性材料:导电剂:粘结剂按照质量比为75～99％:0.5～15％:1～10％混合均匀，并涂覆在多孔负极集流体的一侧并干燥烘干压片制得。
进一步，所述正极活性材料为磷酸铁锂、磷酸锰锂、硅酸锂、硅酸铁锂、硫酸盐化合物、钛硫化合物、钼硫化合物、铁硫化合物、掺杂锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂钛氧化物、锂钒氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂镍铝氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂铁镍锰氧化物以及其它可脱嵌锂化合物中的一种或多种。
所述负极活性材料为锂合金或能够可逆嵌锂的铝基合金、硅基合金、锡基合金、锂钛氧化物(Li4Ti5O12)、锂硅氧化物、金属锂和石墨中的一种或多种。
所述粘合剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、淀粉、羟甲基纤维素、再生纤维素、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、氟橡胶、环氧树脂、酚醛树脂及各类合成绝缘粘合剂材料的一种或几种混合物。
所述的导电剂为导电炭黑、导电碳纤维、科琴黑、导电石墨、碳纳米管、SP-Li、VGCF、金属颗粒中的一种或几种的混合物。
所述多孔正极集流体和多孔负极集流体为锂离子和电子均可自由通过的离子/电子混合导电层，其厚度为0.01～10μm。
进一步，所述的多孔正极集流体为导电填料与粘结剂的混合物，其中，导电填料为钛粉、铝粉、银粉、富锂硅粉、含锂合金粉类金属合金导电颗粒，或者是含锂碳材料中的一种或几种，导电填料的质量分数不小于70％。或者，所述多孔正极集流体为具有多孔结构的金属导电层，金属导电层为金属丝或表面附有导电碳材料涂层的金属丝编织而成，网孔为方形、菱形、长方形或多边形等；或者，所述金属导电层为具有多孔结构的多孔泡沫金属层，或者为多孔金属板或金属箔经机械冲压或化学腐蚀而成，金属导电层的材质为铝、合金铝、不锈钢、银、锡或钛，优选为铝。或者，所述多孔正极集流体为碳纤维导电布、金属丝与有机纤维丝混合导电布、表面涂覆导电碳材料涂层或者镀有金属薄膜的多孔有机材料，所述多孔有机材料包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯及其它耐电解液性能良好的有机物。或者，所述多孔正极集流体为添加有上述导电填料的聚合物电解质层，所述聚合物电解质层为聚合物基体、液体有机增塑剂和锂盐三部分复合构成的凝胶聚合物电解质复合材料。或者，所述多孔正极集流体为上述几种集流体中的任意两种或几种所组成的复合集流体。
进一步，所述的多孔负极集流体为导电填料与粘结剂多孔混合物，其中，导电填料为钛粉、铜粉、银粉、富锂硅粉、含锂合金粉类金属合金导电颗粒，或者是碳黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、含锂碳材料中的一种或几种，导电填料的质量分数不小于70％。或者，所述多孔负极集流体为具有多孔结构的金属导电层，金属导电层为金属丝或表面附有导电碳材料涂层的金属丝编织而成，网孔为方形、菱形、长方形或多边形等；或者，所述金属导电层为具有多孔结构的多孔泡沫金属层，或者为多孔金属板或金属箔经机械冲压或化学腐蚀而成，金属导电层的材质为、不锈钢、镍、钛、银、锡、镀锡铜、镀镍铜、镀银铜，优选为镀镍铜。或者，所述多孔负极集流体为碳纤维导电布、金属丝与有机纤维丝混合导电布、表面涂覆导电碳材料涂层或者镀有金属薄膜的多孔有机材料，所述多孔有机材料包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯及其它耐电解液性能良好的有机物。或者，所述多孔负极集流体为添加有上述导电填料的聚合物电解质层，所述聚合物电解质层为聚合物基体、液体有机增塑剂和锂盐三部分复合构成的凝胶聚合物电解质复合材料。或者，所述多孔负极集流体为上述几种集流体中的任意两种或几种所组成的复合集流体。
本发明高功率大容量锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备多孔集流电极层：将正极活性材料、导电剂、粘结剂混合，并加入正极溶剂搅拌均匀，涂覆在多孔正极集流体的一侧，经干燥压片后得到多孔集流正极层；将负极活性材料、导电剂、粘结剂混合，并加入负极溶剂搅拌均匀，涂覆在多孔负极集流体的一侧，干燥压片后得到多孔集流负极层；
(2)制备纳米导电层：在所述多孔集流电极层的电极材料层侧制备纳米导电层；
(3)制备电极片：将两个涂有纳米导电层的多孔集流正极层按照正极材料层与正极材料层相对放置的顺序组成一个正极片，将两个涂有纳米导电层的多孔集流负极层按照负极材料层与负极材料层相对放置的顺序组成一个负极片；
(4)组装电池：若干个所述正极片、隔膜、负极片通过叠片式组装成电芯，所述电芯置于电池外壳中，并注液密封制得具有叠片结构的高功率大容量锂离子电池；或者所述正极片、隔膜、负极片通过卷绕式组装成电芯，所述电芯置于电池外壳中，并注液密封制得具有卷绕结构的高功率大容量锂离子电池。
上述步骤(1)中，所述涂覆方法包括辊涂和逆向辊涂、凹板涂覆、帘涂、喷涂或丝网印制中的一种或几种。
上述步骤(1)中，多孔正极集流体上的涂层即正极材料层厚度为200～1000μm，多孔负极集流体上的涂层即负极材料层厚度为100～800μm；
上述步骤(2)中，所述纳米导电层为碳颗粒或无定型碳薄膜，颗粒平均粒径小于1000nm，通过热喷涂、蒸镀、丝网印制、喷墨打印等方式固定到电极材料层侧。
上述步骤(3)中，制备电极片时的压片力为2～10MPa。
本发明的技术优势体现在：
1)本发明锂离子电池多孔集流体位于隔膜的两侧，而不是位于电极材料层的内部，这种结构使得电池电极层靠近多孔集流体的反应区域，总是存在一个低内阻区域，因此电池可以满足瞬时大功率工作的要求，同时，可以大大增加电极层的厚度，满足电池大容量的要求，从而有效解决了电池容量增加而导致电池瞬时功率下降的矛盾；
2)本发明在电极材料层与隔膜之间设有多孔集流体，避免电极材料层与隔膜的直接接触，降低正负极活性颗粒及纳米导电层进入隔膜内发生内部短路的风险，提高了电池的安全性。
附图说明
图1为现有锂离子电池电芯结构截面图，其中，100—电芯；101—正极集流体；102—正极材料层；103—负极集流体；104—负极材料层；105—隔膜；
图2为本发明正极片制备流程图，其中，200—正极片；201—多孔集流正极层；202—多孔正极集流体；203—纳米导电层；
图3为本发明负极片制备流程图，其中，300—负极片；301—多孔集流负极层；302—多孔负极集流体；
图4为本发明高功率大容量锂离子电池电芯结构截面图，其中，400—高功率大容量锂离子电池电芯。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，现有动力锂离子电池电芯100的电极材料层位于集流体和隔膜之间，即正极材料层102位于正极集流体101和隔膜105之间，负极材料层104位于负极集流体103和隔膜105之间。这种结构电池当电极材料层越薄时，电池内阻越小，瞬时倍率特性和常态倍率特性越高，但电极层太薄又会降低电池的储电容量。因此，现有的动力锂离子电池结构设计难以同时兼顾电池的瞬时高功率输出和大容量储电的需求。
如图2所示，正极片200包括多孔集流正极层201和纳米导电层203，其中多孔集流正极层201包括多孔正极集流体202和正极材料层102，正极材料层102涂覆于多孔正极集流体202的一侧。正极材料层102为正极活性材料、导电剂、粘结剂混合物。
如图3所示，负极片300包括多孔集流负极层301和纳米导电层203。其中多孔集流负极层301包括多孔负极集流体302和负极材料层104，负极材料层104涂覆于多孔负极集流体302的一侧。负极材料层104为负极活性材料、导电剂、粘结剂混合物。
图4为高功率大容量锂离子电池电芯400结构截面图，其中电芯包括正极片200、负极片300和隔膜105，其中正极片200和负极片300位于隔膜105的两侧。若干个所述正极片200、隔膜105和负极片300依次相互叠加构成层叠结构锂离子电池的电芯400，或者所述正极片200、隔膜105和负极片300通过卷绕方式构成卷绕结构锂离子电池的电芯400。
实施例1
本实施例提供一种层叠结构高功率大容量锂离子电池制备方法：
(1)制备正极片：本实施例中多孔正极集流体202选用导电填料与粘结剂的混合物，导电填料为含锂合金粉类，粘结剂选用聚氧化乙烯，正极活性材料选用磷酸铁锂，导电剂选用导电石墨，粘结剂选用聚四氟乙烯，其中磷酸铁锂:导电石墨:聚四氟乙烯的质量比为78:20:2，加入正极溶剂搅拌均匀后形成浆料，通过凹板涂覆在导电填料与粘结剂的混合物层的一侧，经干燥压片后得到多孔集流正极层201，其中涂层即正极材料层102厚度为400μm，然后在正极材料层102上采用蒸镀方法均匀制得一层纳米导电层202，其中纳米导电剂选用纳米级碳颗粒，颗粒平均粒径为200nm。这样两个多孔集流正极层201按照纳米导电层202与纳米导电层202相对的放置顺序，通过两侧面2MPa的挤压力F紧密接触，制得正极片200。
(2)制备负极片300：多孔负极集流体302选用多孔碳纤维导电布，负极活性材料选用石墨，导电剂选用导电碳纳米管，粘结剂选用偏聚四氟乙烯，其中石墨:导电碳纳米管:偏聚氧化乙烯的质量比为80:12:8，加入负极溶剂搅拌均匀后形成浆料，通过帘涂方式涂覆在多孔碳纤维导电布的一侧，经干燥压片后得到多孔集流负极层301，其中涂层即负极材料层104厚度为600μm，然后在负极材料层104上采用丝网印制方法均匀制得一层纳米导电层202，其中纳米导电剂选用纳米级碳颗粒，颗粒平均粒径为200nm。这样两个多孔集流负极层301按照纳米导电层202与纳米导电层202相对的放置顺序，通过两侧面2MPa的挤压力F紧密接触，制得负极片300。
(3)制作电芯：将若干个正极片200、隔膜105、负极片300依次层叠叠加在一起，正极片200的多孔正极集流体202引出的正极极耳形成多层正极极耳，多层正极极耳与用于引出封装的封装用正极极耳焊接在一起，同样，负极片300的多孔负极集流体302引出的负极极耳形成多层负极极耳，多层负极极耳与用于引出封装的封装用负极极耳焊接在一起，形成待封装的锂离子电池电芯。
(4)然后将电芯置于电池壳内，并注入电解液，在惰性气体氛围下完成化成及封装，制得高功率大容量锂离子电池。
实施例2
本实施例提供一种卷绕结构方形高功率大容量锂离子电池制备方法：
(1)制备正极片：在本实施例中，多孔正极集流体202选用多孔泡沫铝层，正极活性材料选用磷酸锰锂，导电剂选用炭黑，粘结剂选用聚氧化乙烯，其中磷酸锰锂:炭黑:聚氧化乙烯的质量比为90:9:1，加入正极溶剂搅拌均匀后形成浆料，通过热喷涂方式涂覆在多孔泡沫铝层的一侧，经干燥压片后得到多孔集流正极层201，其中涂层即正极材料层102厚度为800μm，然后在正极材料层102上采用热喷涂方法均匀制得一层纳米导电层202，其中纳米导电剂选用无定型碳薄膜。这样两个多孔集流正极层201按照纳米导电层202与纳米导电层202相对放置的顺序，通过两侧面10MPa的挤压力F紧密接触，制得正极片200。
(2)制备负极片300：在本实施例中，多孔负极集流体302选用多孔镀镍铜，负极活性材料选用钛酸锂，导电剂选用导电碳纳米管，粘结剂选用羧甲基纤维素钠，其中钛酸锂:炭黑:聚氧化乙烯的质量比为89:9:2，加入负极溶剂搅拌均匀后形成浆料，通过帘涂方式涂覆在多孔镀镍铜的一侧，经干燥压片后得到多孔集流负极层301，其中涂层即负极材料层104厚度为600μm，然后在负极材料层104上采用丝网印制方法均匀制得一层纳米导电层202，其中纳米导电剂选用纳米级碳颗粒，颗粒平均粒径为800nm。这样两个多孔集流负极层301按照纳米导电层202与纳米导电层202相对的放置顺序，通过两侧面5MPa的挤压力F紧密接触，制得负极片300。
(3)制作电芯：将初始端设置有极耳的正极片200、隔膜105和初始端设置有极耳的负极片300依次叠加形成卷绕单元，将卷绕单元依次叠加，并对齐所叠加卷绕单元上的正、负极极耳，形成方形锂离子电池电芯。
(4)然后将电芯置于电池壳内，并注入电解液，在惰性气体氛围下完成化成及封装，制得高功率大容量锂离子电池。
本发明具体实施例并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种高功率大容量锂离子电池，包括正极材料层、负极材料层、多孔正极集流体、多孔负极集流体、隔膜；其特征在于：所述正极材料层位于多孔正极集流体的一侧构成多孔集流正极层，两个所述多孔集流正极层按照正极材料层与正极材料层相对放置的顺序组成一个正极片，正极片的两层正极材料层之间设有50～3000nm厚度的纳米导电层；所述负极材料层位于多孔负极集流体的一侧构成多孔集流负极层，两个所述多孔集流负极层按照负极材料层与负极材料层相对放置的顺序组成一个负极片，负极片的两层负极材料层之间设有50～3000nm厚度的纳米导电层；若干个所述正极片、隔膜和负极片依次紧密接触相互叠加构成层叠结构锂离子电池的电芯，或者所述正极片、隔膜和负极片通过卷绕方式构成卷绕结构锂离子电池的电芯；所述正极材料层厚为200～1000μm，负极材料层厚为100～800μm。
2.如权利要求1所示的高功率大容量锂离子电池，其特征在于：所述电芯置于电池壳内，并注入电解液，在惰性气体氛围下完成化成及封装后制得高功率大容量锂离子电池；
所述电解液为将锂盐溶解在锂盐溶剂中，所述锂盐溶剂为碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)的混合溶剂，其中DEC含量为40～55wt％，EC含量为15～40wt％，PC含量为5～15wt％，锂离子浓度为0.8～1.5mol/L；所述锂盐溶剂中还添加有碳酸亚乙烯酯(VC)和苯砜(PS)添加剂，所述VC添加剂含量为锂盐溶剂的0.5～2.0wt％，所述PS添加剂含量为锂盐溶剂的1.0～4.0wt％。
3.如权利要求1所示的高功率大容量锂离子电池，其特征在于：所述正极材料层为正极活性材料:导电剂:粘结剂按照质量比为59～98％:1～40％:1～10％混合均匀，并涂覆在多孔正极集流体的一侧干燥烘干压片制得；所述负极材料层为负极活性材料:导电剂:粘结剂按照质量比为75～99％:0.5～15％:1～10％混合均匀，并涂覆在多孔负极集流体的一侧并干燥烘干压片制得。
4.如权利要求3所示的高功率大容量锂离子电池，其特征在于：所述正极活性材料为磷酸铁锂、磷酸锰锂、硅酸锂、硅酸铁锂、硫酸盐化合物、钛硫化合物、钼硫化合物、铁硫化合物、掺杂锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂钛氧化物、锂钒氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂镍铝氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂铁镍锰氧化物以及其它可脱嵌锂化合物中的一种或多种；
所述负极活性材料为锂合金或能够可逆嵌锂的铝基合金、硅基合金、锡基合金、锂钛氧化物(Li4Ti5O12)、锂硅氧化物、金属锂和石墨中的一种或多种。
5.如权利要求3所示的高功率大容量锂离子电池，其特征在于：所述导电剂为导电炭黑、导电碳纤维、科琴黑、导电石墨、碳纳米管、SP-Li、VGCF、金属颗粒中的一种或几种的混合物。
6.如权利要求1所示的高功率大容量锂离子电池，其特征在于：所述多孔正极集流体和多孔负极集流体为锂离子和电子均可自由通过的离子/电子混合导电层，其厚度为0.01～10μm；
所述多孔正极集流体为导电填料与粘结剂的混合物，其中，导电填料为钛粉、铝粉、银粉、富锂硅粉、含锂合金粉类金属合金导电颗粒，或者是含锂碳材料中的一种或几种，导电填料的质量分数不小于70％；或者，所述多孔正极集流体为具有多孔结构的金属导电层，金属导电层为金属丝或表面附有导电碳材料涂层的金属丝编织而成，网孔为方形、菱形、长方形或多边形等；或者，所述金属导电层为具有多孔结构的多孔泡沫金属层，或者为多孔金属板或金属箔经机械冲压或化学腐蚀而成，金属导电层的材质为铝、合金铝、不锈钢、银、锡或钛，优选为铝；或者，所述多孔正极集流体为碳纤维导电布、金属丝与有机纤维丝混合导电布、表面涂覆导电碳材料涂层或者镀有金属薄膜的多孔有机材料，所述多孔有机材料包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯及其它耐电解液性能良好的有机物；或者，所述多孔正极集流体为添加有上述导电填料的聚合物电解质层，所述聚合物电解质层为聚合物基体、液体有机增塑剂和锂盐三部分复合构成的凝胶聚合物电解质复合材料；或者，所述多孔正极集流体为上述几种集流体中的任意两种或几种所组成的复合集流体；
所述多孔负极集流体为导电填料与粘结剂多孔混合物，其中，导电填料为钛粉、铜粉、银粉、富锂硅粉、含锂合金粉类金属合金导电颗粒，或者是碳黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、含锂碳材料中的一种或几种，导电填料的质量分数不小于70％；或者，所述多孔负极集流体为具有多孔结构的金属导电层，金属导电层为金属丝或表面附有导电碳材料涂层的金属丝编织而成，网孔为方形、菱形、长方形或多边形等；或者，所述金属导电层为具有多孔结构的多孔泡沫金属层，或者为多孔金属板或金属箔经机械冲压或化学腐蚀而成，金属导电层的材质为、不锈钢、镍、钛、银、锡、镀锡铜、镀镍铜、镀银铜，优选为镀镍铜；或者，所述多孔负极集流体为碳纤维导电布、金属丝与有机纤维丝混合导电布、表面涂覆导电碳材料涂层或者镀有金属薄膜的多孔有机材料，所述多孔有机材料包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯及其它耐电解液性能良好的有机物；或者，所述多孔负极集流体为添加有上述导电填料的聚合物电解质层，所述聚合物电解质层为聚合物基体、液体有机增塑剂和锂盐三部分复合构成的凝胶聚合物电解质复合材料；或者，所述多孔负极集流体为上述几种集流体中的任意两种或几种所组成的复合集流体。
7.一种高功率大容量锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备多孔集流电极层：将正极活性材料、导电剂、粘结剂混合，并加入正极溶剂搅拌均匀，涂覆在多孔正极集流体的一侧，经干燥压片后得到多孔集流正极层；将负极活性材料、导电剂、粘结剂混合，并加入负极溶剂搅拌均匀，涂覆在多孔负极集流体的一侧，干燥压片后得到多孔集流负极层；
(2)制备纳米导电层：在所述多孔集流电极层的电极材料层侧制备纳米导电层；
(3)制备电极片：将两个涂有纳米导电层的多孔集流正极层按照正极材料层与正极材料层相对放置的顺序组成一个正极片，将两个涂有纳米导电层的多孔集流负极层按照负极材料层与负极材料层相对放置的顺序组成一个负极片；
(4)组装电池：若干个所述正极片、隔膜、负极片通过叠片式组装成电芯，所述电芯置于电池外壳中，并注液密封制得具有叠片结构的高功率大容量锂离子电池；或者所述正极片、隔膜、负极片通过卷绕式组装成电芯，所述电芯置于电池外壳中，并注液密封制得具有卷绕结构的高功率大容量锂离子电池。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中涂覆方法包括辊涂和逆向辊涂、凹板涂覆、帘涂、喷涂或丝网印制中的一种或几种。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，纳米导电层为碳颗粒或无定型碳薄膜，颗粒平均粒径为50～1000nm，通过热喷涂、蒸镀、丝网印制、喷墨打印等方式固定到电极材料层侧。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，制备电极片时的压片力为2～10MPa。
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