CN110808357A - 一种杂化双离子电池正极片、杂化双离子电池及在深海平台、港口设备应用 - Google Patents

一种杂化双离子电池正极片、杂化双离子电池及在深海平台、港口设备应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种首先公开了一种杂化双离子电池正极片，该正极片包括石墨质碳材料、含锂金属氧化物、导电剂、粘结剂、正极集流体，其中，石墨质碳材料的石墨化度≥90%，含锂金属氧化物为LiNi0.5Mn1.5O4、LiFe0.5Mn1.5O4、LiCoPO4、LiNiPO4、LiCoMnO4、Li2CoMn3O8中的一种，石墨质碳、含锂金属氧化物、导电剂、粘结剂的质量比为60~90:5~20:2~5:3~8。本发明还公开了一种采用该正极片的杂化双离子电池。本发明所公开的杂化双离子电池具有高比能量、高比功率、超长充放电循环寿命、制备工艺简单的特点，可广泛应用于深海探测船舶平台及港口设备中。

Description

一种杂化双离子电池正极片、杂化双离子电池及在深海平台、 港口设备应用
技术领域
本发明属于电化学储能器领域，特别涉及一种杂化双离子电池正极片、杂化双离子电池及在深海平台、港口设备应用。
背景技术
进入新世纪以来，港口进出口商品规模节节攀升，对港口设备船舶平台等电气自动化水平提出了深刻要求。另外，近年来，我国在海洋探测领域也取得了长足进步，深海探测装备在船舶平台的吊装以及港口机械设备如场桥、岸桥、起重机等在载运货物上升时需要很大的功率和能量，同时在下降过程中产生的巨大势能，这部分势能在传统机械设备中没有得到合理再利用，这就需要一种可以在短时间内实现快速能量释放和存储的储能器件，进行能量的回收与利用。
超级电容器是近年来发展较为迅速的电化学储能器件，该器件采用高比表面积活性炭为正负极活性材料，通过物理吸附电荷储存能量，因此其功率密度可达5000 W/kg以上，循环寿命达10000次以上，但工作电压仅为2.7V，能量密度仅为2~5Wh/kg，续航能力受限，不能长时间供电，单体体积或重量下，储存电能的能力有限。
研究发现，阴离子（如PF6 -）在石墨质电极材料（正极活性材料）中具有嵌入脱出能力，其充放电电压平台在4.6-5.4V，阳离子（Li+）在石墨质电极材料（负极活性材料）中的嵌入/脱出电压平台<0.1V，将此两种电极搭配，构成了一种新型双离子电池（即电解液中的阴、阳离子在充电时，同时分别嵌入正极、负极中，放电时，阴、阳离子同时分别从正极、负极脱嵌出来，回到电解液中），构成的双离子电池工作电压高达5.3V。然而，阴离子在石墨质正极活性材料中的最高实际储存容量为110 mAh/g，而锂离子在石墨质负极活性材料中的最高实际储存容量为330mAh/g，正负极容量不匹配，需要首先对负极进行预嵌锂离子，之后再与正极构成全电池，给电池生产工艺带来极大麻烦。另外，预嵌锂还需要消耗电解液中大量锂离子，且组成全电池后，在反复充放电过程中，由于不可以反应造成额外的锂离子消耗，且在没有外来锂离子补充的情况下，造成电池长期充放电循环性能较差。
发明内容
本发明是为了解决上述问题，提供了一种杂化双离子电池正极片、杂化双离子电池及在深海平台、港口设备应用技术。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种杂化双离子电池正极片，包括：石墨质碳材料、含锂金属氧化物、导电剂、粘结剂、正极集流体，其中所述的石墨质碳的石墨化度≥90%，含锂金属氧化物为LiNi0.5Mn1.5O4、LiFe0.5Mn1.5O4、LiCoPO4、LiNiPO4、LiCoMnO4、Li2CoMn3O8中的一种，石墨质碳、含锂金属氧化物、导电剂、粘结剂的质量比为60~90 : 5~20 : 2~5 : 3~8。
所述的石墨质碳材料为人造石墨、天然石墨、石墨化中间相碳微球、石墨化碳纤维中的一种或多种。
所述的正极集流体为铝箔、打孔铝箔、涂炭铝箔、涂炭打孔铝箔中的一种。
所述的导电剂为导电石墨、导电碳黑、碳纳米管、气相生长纤维、石墨烯中的一种或者几种的混合。
所述的粘结剂为聚偏氟乙烯PVDF、聚四乙烯PTFE、羟甲基纤维素CMC、丁苯橡胶SBR、聚丙烯酸PAA、丙烯腈多元共聚物LA-133中的一种或者几种的混合物。
所述的正极片是将石墨质碳材料、含锂金属氧化物、导电剂、粘结剂按质量比例搅拌混合后，形成浆料，涂覆于正极集流体后，经干燥后得到。
本发明还提供了一种杂化双离子电池，包括：上述所述的杂化双离子电池正极片、负极片、隔膜、电解液、外包装，所述负极片由石墨质碳材料、导电剂、粘结剂、负极集流体构成。
所述的隔膜材料为单层聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯的复合膜、纤维素无纺布膜、玻璃纤维膜中的一种。
所述的石墨质碳材料为人造石墨、天然石墨、石墨化中间相碳微球、石墨化碳纤维中的一种或多种；所述的导电剂为导电石墨、导电碳黑、碳纳米管、气相生长纤维、石墨烯中的一种或者几种的混合；所述的粘结剂为聚偏氟乙烯PVDF、聚四乙烯PTFE、羟甲基纤维素CMC、丁苯橡胶SBR、聚丙烯酸PAA、丙烯腈多元共聚物LA-133中的一种或者几种的混合物；所述的负极集流体为铜箔、打孔铜箔中的一种。
所述的电解液由电解质锂盐与溶剂构成，其中：电解质锂盐为六氟磷酸锂（LiPF6）、高氯酸锂（LiClO4）、六氟砷酸锂（LiAsF6）、四氟硼酸锂 (LiBF4)、双草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、二（三氟甲基磺酰）亚胺锂（LiTFSI）、双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）、三氟甲磺酸锂（LiCF3SO3）、六氟锑酸锂（LiSbF6）、三（五氟乙基）三氟磷酸锂（LiFAP）中的一种或多种；溶剂为环丁砜（SL）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸甲丙酯（MPC）、γ-丁内酯（GBL）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、乙酸乙酯（EA）、三甲基乙酸乙酯（TMEA）、丁酸甲酯（MB）、丙酸甲酯（MP）、丙酸乙酯（EP）、丙酸丙酯（PP）、乙酸丙酯（PA）、乙酸甲酯（MA）、乙酰乙酸乙酯（EAA）、三甲基乙酸甲酯中的一种或多种。
本发明所具有的优点和积极效果是：
本发明以高度石墨化的石墨质材料为正极、负极活性材料，同时在正极中添加与阴离子在正极中嵌入电压相当的含锂金属氧化物（4.8~5.3V），构成一种新型杂化双离子电池，这样以来：（1）充电过程中，含锂金属氧化物中本身含有的锂离子可以对负极直接嵌锂，可以避免使用金属锂对负极进行预嵌锂的复杂且成本高昂的工艺；（2）在长期充放电过程中，含锂金属氧化物还可以补偿电解液中消耗的锂离子，延长杂化双离子电池使用寿命。另外，本发明中杂化双离子电池，研制出的杂化双离子电池具有高比能量（>70 Wh/kg）、高比功率（>6000kW/kg）、超长充放电循环寿命（>10000次），在应用于深海探测船舶平台及港口设备中时，既可以为高功率的吊装设备等提供大电流，也可以储存势能差或其他能量，提高能量利用率。本发明的杂化双离子电池，将大幅度提升我国海洋港口工程装备及船舶平台设备的整体水平，推动我国海洋港口工程装备制造业的跨越式发展。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
正极片制备：称取78克石墨化度为99%的中间相碳微球、15g含锂金属氧化物LiNiPO4、2克导电剂导电碳黑，5克粘结剂丙烯腈多元共聚物LA-133，将上述在加入溶剂水情况下，充分搅拌混匀，形成浆料，将此浆料刮涂于正极集流体涂炭打孔铝箔上，真空烘干后得到正极片。
负极片制备：称取93克石墨化度为99%的中间相碳微球、2克导电剂导电碳黑，5克粘结剂丙烯腈多元共聚物LA-133，将上述在加入溶剂水情况下，充分搅拌混匀，形成浆料，将此浆料刮涂于负极集流体打孔铜箔上，真空烘干后得到负极片。
杂化双离子电池的制备：以玻璃纤维膜为隔膜，将上述制备的正极片、负极片隔开，形成电芯，将电芯置于铝塑膜外包装中，注入浓度为1 mol/L的LiPF6/EMC+SL（溶剂体积比1:4）的电解液，封装后形成杂化双离子电池单体。
杂化双离子电池的性能测试：经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为85.6 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为78.8 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率97.8%。
实施例2
将实施例1中间相碳微球的石墨化度改为90%，其余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5C倍率电流下能量密度为81.7 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为75.4 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率96.7%。
实施例3
将实施例1中间相碳微球的石墨化度改为95%，其余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5C倍率电流下能量密度为83.5 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为76.1 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率96.9%。
实施例4
将实施例1中的比例修改为：称取60克石墨化度为99%的中间相碳微球、15g含锂金属氧化物LiNiPO4、2克导电剂导电碳黑，5克粘结剂丙烯腈多元共聚物LA-133，其余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5C倍率电流下能量密度为75.6 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为70.9 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率97.1%。
实施例5
将实施例1中的比例修改为：称取85克石墨化度为99%的中间相碳微球、15g含锂金属氧化物LiNiPO4、2克导电剂导电碳黑，5克粘结剂丙烯腈多元共聚物LA-133，其余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5C倍率电流下能量密度为88.5 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为79.6 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率95.2%。
实施例6
将实施例1中的比例修改为：称取78克石墨化度为99%的中间相碳微球、15g含锂金属氧化物LiNiPO4、2克导电剂导电碳黑，10克粘结剂丙烯腈多元共聚物LA-133，其余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5C倍率电流下能量密度为80.4Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为73.6 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率92.1%。
实施例7
将实施例1中的比例修改为：称取78克石墨化度为99%的中间相碳微球、15g含锂金属氧化物LiNiPO4、5克导电剂导电碳黑，5克粘结剂丙烯腈多元共聚物LA-133，其余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5C倍率电流下能量密度为83.4 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为78.1 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率97.6%。
实施例8
将实施例1中的比例修改为：称取78克石墨化度为99%的中间相碳微球、5g含锂金属氧化物LiNiPO4、2克导电剂导电碳黑，5克粘结剂丙烯腈多元共聚物LA-133，其余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为87.1Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为77.2 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率93.5%。
实施例9
将实施例1中的比例修改为：称取78克石墨化度为99%的中间相碳微球、20g含锂金属氧化物LiNiPO4、2克导电剂导电碳黑，5克粘结剂丙烯腈多元共聚物LA-133，其余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为83.2Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为75.2 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率98.5%。
实施例10
将实施例1中的含锂金属氧化物改为LiNi0.5Mn1.5O4，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为83.6 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为75.8 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率96.7%。
实施例11
将实施例1中的含锂金属氧化物改为LiFe0.5Mn1.5O4，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为86.7 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为79.5 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率97.1%。
实施例12
将实施例1中的含锂金属氧化物改为LiCoPO4，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为85.8 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为77.3 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率97.5%。
实施例13
将实施例1中的含锂金属氧化物改为LiCoMnO4，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为81.6 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为74.8 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率96.2%。
实施例14
将实施例1中的含锂金属氧化物改为Li2CoMn3O8，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为80.3 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为73.7 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率94.9%。
实施例15
将实施例1中的石墨化中间相碳微球改为人造石墨，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为84.8 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为77.9 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率97.3%。
实施例16
将实施例1中的石墨化中间相碳微球改为天然石墨，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为85.8 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为78.7Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率95.1%。
实施例17
将实施例1中的石墨化中间相碳微球改为石墨化碳纤维，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为85.1 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为76.9 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率97.5%。
实施例18
将实施例1中的导电剂改为碳纳米管，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为86.9 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为80.8 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率98.3%。
实施例19
将实施例1中的导电剂改为石墨烯，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为87.8 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为84.3 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率98.7%。
实施例20
将实施例1中的粘结剂改为聚四氟乙烯PTFE，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为85.2 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为78.4 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率97.5%。
实施例21
将实施例1中的粘结剂改为羟基纤维素CMC（2克）+丁苯橡胶SBR（3克），余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为85.7Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为78.9 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率96.7%。
实施例22
将实施例1中的正极集流体改为铝箔，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为82.1 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为75.4 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率96.3%。
实施例23
将实施例1中的正极集流体改为打孔铝箔，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为87.6 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为78.5 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率97.3%。
实施例24
将实施例1中的正极集流体改为涂炭铝箔，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为85.9 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为81.8 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率98.3%。
实施例25
将实施例1中的隔膜改为聚乙烯膜，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为85.6 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为78.7 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率96.4%。
实施例26
将实施例1中的隔膜改为聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯复合膜，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为85.2 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为76.9Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率96.1%。
实施例27
将实施例1中的隔膜改为纤维素无纺布膜，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为85.1 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为80.3 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率95.4%。
实施例28
将实施例1中的负极集流体改为铜箔，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为82.7 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为74.6 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率97.5%。
实施例29
将实施例1中的电解液改为1 mol/L的LiBOB/DMC+SL（溶剂体积比1:1），余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为85.3 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为78.5 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率97.9%。
实施例30
将实施例1中的电解液改为1 mol/L的LiBF4/EMC+SL（溶剂体积比4:1），余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为84.3 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为76.7Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率96.1%。
实施例31
将实施例1中的电解液改为1 mol/L的LiPF6/EMC+EC（溶剂体积比4:1），余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为83.5 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为74.8 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率93.9%。
实施例32
将实施例1中的电解液改为1 M LiTFSI/EC+DMC (溶剂体积比 1:1)，余与实施例1相同。经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为82.1 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为75.3 Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率94.1%。
对比例1
将实施例1中的中间相碳微球的石墨化度改为65%，其余与实施例1相同，经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为60.6Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为45.1Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率85.1%。
对比例2
将实施例1中的含锂金属氧化物改为LiFePO4（嵌锂平台为~3.2V），其余与实施例1相同，经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为58.7Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为43.5Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率75.3%。
对比例3
将实施例1中的导电剂质量改为20g，其余与实施例1相同，经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为75.3 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为70.4Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率77.9 %。
对比例4
将实施例1中的导电剂去掉（质量为0克），其余与实施例1相同，经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为80.1 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为56.1Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率78.4%。
对比例5
将实施例1中的粘结剂的质量改为20克，其余与实施例1相同，经电化学测试表明，该杂化双离子电池工作电压为3.0~5.3V，在0.5倍率电流下能量密度为73.5 Wh/kg（基于整个单体质量），10C倍率电流下能量密度为43.2Wh/kg，30C倍率电流下连续充放电循环20000次，容量保持率60.5%。
以上所述实施例仅代表本发明中的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种杂化双离子电池正极片，包括：石墨质碳材料、含锂金属氧化物、导电剂、粘结剂、正极集流体，其特征在于：石墨质碳材料的石墨化度≥90%，含锂金属氧化物为LiNi0.5Mn1.5O4、LiFe0.5Mn1.5O4、LiCoPO4、LiNiPO4、LiCoMnO4、Li2CoMn3O8中的一种，石墨质碳、含锂金属氧化物、导电剂、粘结剂的质量比为60~90 : 5~20 : 2~5 : 3~8。
2.一种权利要求1所述的杂化双离子电池正极片，其特征在于：所述石墨质碳材料为人造石墨、天然石墨、石墨化中间相碳微球、石墨化碳纤维中的一种或多种。
3.一种权利要求1所述的杂化双离子电池正极片，其特征在于：所述正极集流体为铝箔、打孔铝箔、涂炭铝箔、涂炭打孔铝箔中的一种。
4.一种权利要求1所述的杂化双离子电池正极片，其特征在于：所述导电剂为导电石墨、导电碳黑、碳纳米管、气相生长纤维、石墨烯中的一种或者几种的混合。
5.一种权利要求1所述的杂化双离子电池正极片，其特征在于：所述粘结剂为聚偏氟乙烯PVDF、聚四乙烯PTFE、羟甲基纤维素CMC、丁苯橡胶SBR、聚丙烯酸PAA、丙烯腈多元共聚物LA-133中的一种或者几种的混合物。
6.一种权利要求1所述的杂化双离子电池正极片，其特征在于：所述的正极片是将石墨质碳材料、含锂金属氧化物、导电剂、粘结剂按质量比例搅拌混合后，形成浆料，涂覆于正极集流体后，经干燥后得到。
7.一种杂化双离子电池，包括：权利要求1所述的杂化双离子电池正极片、负极片、隔膜、电解液、外包装，其特征在于：所述负极片由石墨质碳材料、导电剂、粘结剂、负极集流体构成。
8.一种权利要求7所述的杂化双离子电池，其特征在于：所述隔膜材料为单层聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯的复合膜、纤维素无纺布膜、玻璃纤维膜中的一种。
9.一种权利要求7所述的杂化双离子电池，其特征在于：所述石墨质碳材料为人造石墨、天然石墨、石墨化中间相碳微球、石墨化碳纤维中的一种或多种；所述导电剂为导电石墨、导电碳黑、碳纳米管、气相生长纤维、石墨烯中的一种或者几种的混合；所述粘结剂聚偏氟乙烯PVDF、聚四乙烯PTFE、羟甲基纤维素CMC、丁苯橡胶SBR、聚丙烯酸PAA、丙烯腈多元共聚物LA-133中的一种或者几种的混合物；所述负极集流体为铜箔、打孔铜箔中的一种。
10.一种权利要求7所述的杂化双离子电池，其特征在于：所述电解液由电解质锂盐与溶剂构成，其中：所述电解质锂盐为六氟磷酸锂（LiPF6）、高氯酸锂（LiClO4）、六氟砷酸锂（LiAsF6）、四氟硼酸锂 (LiBF4)、双草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、二（三氟甲基磺酰）亚胺锂（LiTFSI）、双氟磺酰亚胺锂 （LiFSI）、三氟甲磺酸锂（LiCF3SO3）、六氟锑酸锂（LiSbF6）、三（五氟乙基）三氟磷酸锂 （LiFAP）中的一种或多种；溶剂为环丁砜（SL）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸甲丙酯（MPC）、γ-丁内酯（GBL）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、乙酸乙酯（EA）、三甲基乙酸乙酯（TMEA）、丁酸甲酯（MB）、丙酸甲酯（MP）、丙酸乙酯（EP）、丙酸丙酯（PP）、乙酸丙酯（PA）、乙酸甲酯（MA）、乙酰乙酸乙酯（EAA）、三甲基乙酸甲酯中的一种或多种。
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