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专利名称：一种快充锂电池的制备方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410322150.8

专利申请（专利权）人：广西安德丰新能源有限公司
权利人地址：广西壮族自治区百色市右江区四塘镇百东新区百色大道深百产业园15#厂房

专利发明（设计）人：魏善奎,郑杰龙,彭湛峰,曾军祥,韦彩丽,易巍

专利摘要：本发明提供了一种快充锂电池的制备方法，具体包括：S1、正极片的制备；S2、负极片的制备；S3、电解液的制备；S4、制作电芯；S5、制作软包电池；S6、封装注液；S7、化成及老化；等步骤。本快充锂电池的制备方法，通过对正极片、负极片和电解液生产工艺的创新，可以满足锂离子电池极速充电和安全性要求，并且拓宽了锂离子电池的快充温度窗口，达到良好的快充效果。

主权利要求：
1.一种快充锂电池的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：
S1、正极片的制备
将LiCoO2、电容碳、乙炔黑混合碾磨均匀，将预热好的PVDF溶于适量的NMP溶剂中形成透明均匀的溶液，按LiCoO2：电容碳：乙炔黑：PVDF质量比为75?80:1?5:8?12:8?12称取所需的物料量，将上述混合均匀的粉末加入到PVDF?NMP溶液中，并在搅拌器中搅拌均匀，使其形成适宜黏稠度的浆料，用涂片器把混合均匀的浆料均匀地涂在铝箔上，然后置于真空干燥箱中，在110?130℃的条件下进行干燥12h，干燥完成后涂在铝箔上的浆料就会完全干燥并结实的粘结在铝箔上，然后压片制成正极片；
S2、负极片的制备
按二氧化硅气凝胶：镁粉：氯化钠：氯化钾质量比为1?2:1?3:1?5:1?5称取所需的物料量，进行研磨混合并密封在高压釜内，随后把高压釜置于反应炉中，以2?5℃/min的升温速度加热至700?730℃并在此温度下维持12小时进行反应，反应结束后，打开高压釜取出产物，采用盐酸进行清洗，然后采用质量分数为8?15％的HF溶液去除没反应的二氧化硅，随后采用去离子水和乙醇先后进行离心清洗，把清洗后得到的样品放置于真空干燥箱内60?80℃下干燥过夜以去除剩余的溶液，获得中空的硅纳米囊泡型颗粒；将硅纳米囊泡型颗粒、导电炭黑、负极粘结剂和负极导电剂以质量比1?5:1?4:0.5?2:0.5?2加入球磨罐中进行研磨，然后加入N?甲基吡咯烷酮超声分散制成负极浆料，将负极浆料均匀涂覆于负极涂碳铝箔集流体上，在90?120℃下烘烤10?30h后辊压得到负极极片，然后使用纳秒脉冲激光加工系统在负极极片表面制备直径为1?20微米的孔隙，相邻微孔之间的间距为50?200微米；
S3、电解液的制备
将氟代碳酸乙烯酯、丙腈、硫酸乙烯酯按照体积比1?10:0.5?2:0.5?2配置成锂盐溶剂，然后在高纯手套箱中称定量的LiPF6作为锂盐，按照质量比1?5:1?2将锂盐溶解在定量的上述锂盐溶剂中，搅拌器搅拌，完全溶解后，制备成电解液；
S4、制作电芯
将得到的正极片、负极片裁剪后，按照正极片、聚丙烯纤维薄膜电池隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯；
S5、制作软包电池
将电芯中的正极片、负极片分别与极耳焊接在一起，形成正、负极引出端，然后将电芯放入铝塑包装膜中，分别引出正、负极耳，在极耳胶处加热，使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合，得到软包电池；
S6、封装注液
将步骤S3制得的电解液注入电芯后，封好注液口；
S7、化成及老化
将包装好的电池化成、老化后分容制得快充软包锂电池。
2.如权利要求1所述的快充锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，控制LiCoO2：电容碳：乙炔黑：PVDF的质量比为78:2:10:10，控制真空干燥箱在120℃的条件下进行干燥12h。
3.如权利要求1所述的快充锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，按二氧化硅气凝胶：镁粉：氯化钠：氯化钾质量比为1:1:2:3称取所需的物料量，进行研磨混合并密封在高压釜内，随后把高压釜置于反应炉中，以3℃/min的升温速度加热至720℃并在此温度下维持12小时进行反应，反应结束后，打开高压釜取出产物，采用盐酸进行清洗，然后采用质量分数为10％的HF溶液去除没反应的二氧化硅，随后采用去离子水和乙醇先后进行离心清洗，把清洗后得到的样品放置于真空干燥箱内70℃下干燥过夜以去除剩余的溶液，获得中空的硅纳米囊泡型颗粒。
4.如权利要求1所述的快充锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，将硅纳米囊泡型颗粒、导电炭黑、负极粘结剂和负极导电剂以质量比4:4:1:1加入球磨罐中进行研磨，然后加入N?甲基吡咯烷酮超声分散制成负极浆料，将负极浆料均匀涂覆于负极涂碳铝箔集流体上，在110℃下烘烤24h后辊压得到负极极片，然后使用纳秒脉冲激光加工系统在负极极片表面制备直径10微米的孔隙，相邻微孔之间的间距为100微米。
5.如权利要求1所述的快充锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，将氟代碳酸乙烯酯、丙腈、硫酸乙烯酯按照体积比8:1:1配置成锂盐溶剂，然后在高纯手套箱中称定量的LiPF6作为锂盐，按照质量比3:1将锂盐溶解在定量的上述锂盐溶剂中，搅拌器搅拌，完全溶解后，制备成电解液。 说明书 : 一种快充锂电池的制备方法技术领域[0001] 本发明涉及锂电池生产技术领域，具体涉及一种快充锂电池的制备方法。背景技术[0002] 目前，小型化移动电子设备产量扩增、电动汽车市场膨胀以及大规模储能需求扩张极大地刺激了锂离子电池的发展。随着锂离子电池在消费3C类产品和动力汽车领域运用更加深入，锂离子电池需要更全面的性能：更高的能量密度，更长的循环寿命，更快的充电速度等。[0003] 目前锂电池主流市场为三元和磷酸铁锂电池，三元电池能量密度较高，续航能力较强，是国家重点扶持和发展的领域。但该电池体系不能满足快充的需求，充电时间较长，并且有一定的安全隐患。而锂离子电池每一部分都是限制其性能充分发挥的关键，因此制备工艺和相关参数的选择尤为重要。对于锂电池，电极结构和电解液是影响锂电池快充的主要因素。由于电池中的电荷迁移阻力越。接欣谑迪挚焖俪浞诺，这主要考虑电极中电荷传导及锂离子传质速率。为了获得高能量密度的锂离子电池，必然要增加极片载量以及压实密度。高负载意味着极片厚度增加，对于电荷传导，电极材料中导电剂的分布均匀程度直接决定活性物质颗粒接触电阻的大。缘缂械缱哟溆薪洗笥跋欤欢杂陲胱哟，高压实密度使得电极内部孔隙率降低，不利于电解液的渗流，造成极片内部电阻增大，锂离子与电子的传输速率严重不适配，锂离子扩散速率降低，极化效应增强。因此如何提高正极片、负极片的电极结构，并合理设计电解液，是实现快充锂电池的关键技术。发明内容[0004] 针对现有技术的不足，本发明提出了一种快充锂电池的制备方法，通过对正极片、负极片和电解液生产工艺的创新，可以满足锂离子电池极速充电和安全性要求。[0005] 为实现上述技术方案，本发明提供了一种快充锂电池的制备方法，具体包括如下步骤：[0006] 一种快充锂电池的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：[0007] S1、正极片的制备[0008] 将LiCoO2、电容碳、乙炔黑混合碾磨均匀，将预热好的PVDF溶于适量的NMP溶剂中形成透明均匀的溶液，按LiCoO2：电容碳：乙炔黑：PVDF质量比为75?80:1?5:8?12:8?12称取所需的物料量，将上述混合均匀的粉末加入到PVDF?NMP溶液中，并在搅拌器中搅拌均匀，使其形成适宜黏稠度的浆料，用涂片器把混合均匀的浆料均匀地涂在铝箔上，然后置于真空干燥箱中，在110?130℃的条件下进行干燥12h，干燥完成后涂在铝箔上的浆料就会完全干燥并结实的粘结在铝箔上，然后压片制成正极片；[0009] S2、负极片的制备[0010] 按二氧化硅气凝胶：镁粉：氯化钠：氯化钾质量比为1?2:1?3:1?5:1?5称取所需的物料量，进行研磨混合并密封在高压釜内，随后把高压釜置于反应炉中，以2?5℃/min的升温速度加热至700?730℃并在此温度下维持12小时进行反应，反应结束后，打开高压釜取出产物，采用盐酸进行清洗，然后釆用质量分数为8?15％的HF溶液去除没反应的二氧化硅，随后采用去离子水和乙醇先后进行离心清洗，把清洗后得到的样品放置于真空干燥箱内60?80℃下干燥过夜以去除剩余的溶液，获得中空的硅纳米囊泡型颗粒；将硅纳米囊泡型颗粒、导电炭黑、负极粘结剂和负极导电剂以质量比1?5:1?4:0.5?2:0.5?2加入球磨罐中进行研磨，然后加入N?甲基吡咯烷酮超声分散制成负极浆料，将负极浆料均匀涂覆于负极涂碳铝箔集流体上，在90?120℃下烘烤10?30h后辊压得到负极极片，然后使用纳秒脉冲激光加工系统在负极极片表面制备直径为1?20微米的孔隙，相邻微孔之间的间距为50?200微米；[0011] S3、电解液的制备[0012] 将氟代碳酸乙烯酯、丙腈、硫酸乙烯酯按照体积比1?10:0.5?2:0.5?2配置成锂盐溶剂，然后在高纯手套箱中称定量的LiPF6作为锂盐，按照质量比1?5:1?2将锂盐溶解在定量的上述锂盐溶剂中，搅拌器搅拌，完全溶解后，制备成电解液；[0013] S4、制作电芯[0014] 将得到的正极片、负极片裁剪后，按照正极片、聚丙烯纤维薄膜电池隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯；[0015] S5、制作软包电池[0016] 将电芯中的正极片、负极片分别与极耳焊接在一起，形成正、负极引出端，然后将电芯放入铝塑包装膜中，分别引出正、负极耳，在极耳胶处加热，使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合，得到软包电池；[0017] S6、封装注液[0018] 将步骤S3制得的电解液注入电芯后，封好注液口；[0019] S7、化成及老化[0020] 将包装好的电池化成、老化后分容制得快充软包锂电池。[0021] 优选的，所述步骤S1中，控制LiCoO2：电容碳：乙炔黑：PVDF的质量比为78:2:10:10，控制真空干燥箱在120℃的条件下进行干燥12h。[0022] 优选的，所述步骤S2中，按二氧化硅气凝胶：镁粉：氯化钠：氯化钾质量比为1:1:2:3称取所需的物料量，进行研磨混合并密封在高压釜内，随后把高压釜置于反应炉中，以3℃/min的升温速度加热至720℃并在此温度下维持12小时进行反应，反应结束后，打开高压釜取出产物，采用盐酸进行清洗，然后釆用质量分数为10％的HF溶液去除没反应的二氧化硅，随后采用去离子水和乙醇先后进行离心清洗，把清洗后得到的样品放置于真空干燥箱内70℃下干燥过夜以去除剩余的溶液，获得中空的硅纳米囊泡型颗粒。[0023] 优选的，所述步骤S2中，将硅纳米囊泡型颗粒、导电炭黑、负极粘结剂和负极导电剂以质量比4:4:1:1加入球磨罐中进行研磨，然后加入N?甲基吡咯烷酮超声分散制成负极浆料，将负极浆料均匀涂覆于负极涂碳铝箔集流体上，在110℃下烘烤24h后辊压得到负极极片，然后使用纳秒脉冲激光加工系统在负极极片表面制备直径10微米的孔隙，相邻微孔之间的间距为100微米。[0024] 优选的，所述步骤S3中，将氟代碳酸乙烯酯、丙腈、硫酸乙烯酯按照体积比8:1:1配置成锂盐溶剂，然后在高纯手套箱中称定量的LiPF6作为锂盐，按照质量比3:1将锂盐溶解在定量的上述锂盐溶剂中，搅拌器搅拌，完全溶解后，制备成电解液。[0025] 本发明提供的一种快充锂电池的制备方法的有益效果在于：[0026] 1)通过对正极片制备工艺的创新，通过加入适当比例的电容碳，形成LiCoO2/电容碳复合电极，相对于传统的LiCoO2电极，电池的倍率性能佳，而且电池内部的抗阻。涞缡奔淇。[0027] 2)通过对负极片制备工艺的创新，在720℃条件下形成Mg?KCl?NaCl的无机液相共溶体系，并在该体系下还原硅气凝胶制备中空的硅纳米囊泡型颗粒，使用自制的硅纳米囊泡型颗粒作为负极活性材料的主要成分，充分利用中空硅纳米囊泡型颗粒内部具有较大的缓冲空间，结构稳定的特性，可以有效的缓冲充放电过程中体积膨胀带来的结构变化，克服粉化以及颗粒集聚等方面的影响同时空心纳米结构有利于锂离子从电解液向材料内部迁移，可以有效的提高其作为锂离子电池负极材料的循环稳定性，并配合纳秒脉冲激光加工系统对负极极片表面制备微米孔隙，一方面，采用硅纳米囊泡型颗粒降低电极接触电阻，解决电子传导速率过慢问题；另一方面，利用纳秒脉冲激光在电极表面制造微米级孔隙结构，促进电解液的渗流并缩短锂离子迁移距离，从而实现快充条件下高载量负极电荷的迅速传质。[0028] 3)通过对电解液制备工艺的创新，充分利用非水电解液中氟代碳酸乙烯酯、丙腈、硫酸乙烯酯之间的协同作用，构建了Li?FEC?PN?DTD复合溶剂化构型，并展示出优异的成膜和导离子潜力，赋予了电池更好的倍率性能和循环性能，配合本发明的正极片和负极片的使用，拓宽了锂离子电池的快充温度窗口，达到良好的快充效果。附图说明[0029] 图1为本发明的步骤流程图。具体实施方式[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。[0031] 实施例1：一种快充锂电池的制备方法。[0032] S1、正极片的制备：[0033] 将LiCoO2、电容碳、乙炔黑混合碾磨均匀，将预热好的PVDF溶于适量的NMP溶剂中形成透明均匀的溶液，按LiCoO2：电容碳：乙炔黑：PVDF质量比为78:2:10:10称取所需的物料量，将上述混合均匀的粉末加入到PVDF?NMP溶液中，并在搅拌器中搅拌均匀，使其形成适宜黏稠度的浆料，用涂片器把混合均匀的浆料均匀地涂在铝箔上，然后置于真空干燥箱中，在120℃的条件下进行干燥12h，干燥完成后涂在铝箔上的浆料就会完全干燥并结实的粘结在铝箔上，然后压片制成正极片；[0034] S2、负极片的制备[0035] 按二氧化硅气凝胶：镁粉：氯化钠：氯化钾质量比为1:1:2:3称取所需的物料量，进行研磨混合并密封在高压釜内，随后把高压釜置于反应炉中，以3℃/min的升温速度加热至720℃并在此温度下维持12小时进行反应，反应结束后，打开高压釜取出产物，采用盐酸进行清洗，然后釆用质量分数为10％的HF溶液去除没反应的二氧化硅，随后采用去离子水和乙醇先后进行离心清洗，把清洗后得到的样品放置于真空干燥箱内70℃下干燥过夜以去除剩余的溶液，获得中空的硅纳米囊泡型颗粒；将硅纳米囊泡型颗粒、导电炭黑、负极粘结剂和负极导电剂以质量比4:4:1:1加入球磨罐中进行研磨，然后加入N?甲基吡咯烷酮超声分散制成负极浆料，将负极浆料均匀涂覆于负极涂碳铝箔集流体上，在110℃下烘烤24h后辊压得到负极极片，然后使用纳秒脉冲激光加工系统在负极极片表面制备直径10微米的孔隙，相邻微孔之间的间距为100微米；[0036] S3、电解液的制备[0037] 将氟代碳酸乙烯酯(FEC)、丙腈(PN)、硫酸乙烯酯(DTD)按照体积比按照体积比8:1:1配置成锂盐溶剂，然后在高纯手套箱中称定量的LiPF6作为锂盐，按照质量比3:1将锂盐溶解在定量的上述锂盐溶剂中，搅拌器搅拌，完全溶解后，制备成电解液；[0038] S4、制作电芯[0039] 将得到的正极片、负极片裁剪后，按照正极片、聚丙稀纤维薄膜电池隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯；[0040] S5、制作软包电池[0041] 将电芯中的正极片、负极片分别与极耳焊接在一起，形成正、负极引出端，然后将电芯放入铝塑包装膜中，分别引出正、负极耳，在极耳胶处加热，使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合，得到软包电池；[0042] S6、封装注液[0043] 将步骤S3制得的电解液注入电芯后，封好注液口；[0044] S7、化成及老化[0045] 将包装好的电池化成、老化后分容制得快充软包锂电池。[0046] 实施例2[0047] 在步骤S1中，按LiCoO2：电容碳：乙炔黑：PVDF质量比为75:5:10:10称取所需的物料量，其余步骤与实施例1相同。[0048] 实施例3[0049] 在步骤S2中，按二氧化硅气凝胶：镁粉：氯化钠：氯化钾比为1:2:2:2称取所需的物料量，进行研磨混合并密封在高压釜内，随后把高压釜置于反应炉中，以5℃/min的升温速度加热至720℃并在此温度下维持12小时进行反应，反应结束后，打开高压釜取出产物，采用盐酸进行清洗，然后釆用质量分数为10％的HF溶液去除没反应的二氧化硅，随后采用去离子水和乙醇先后进行离心清洗，把清洗后得到的样品放置于真空干燥箱内80℃下干燥过夜以去除剩余的溶液，获得中空的硅纳米囊泡型颗粒；将硅纳米囊泡型颗粒、导电炭黑、负极粘结剂和负极导电剂以质量比4:4:1:1加入球磨罐中进行研磨，然后加入N?甲基吡咯烷酮超声分散制成负极浆料，将负极浆料均匀涂覆于负极涂碳铝箔集流体上，在100℃下烘烤24h后辊压得到负极极片，然后使用纳秒脉冲激光加工系统在负极极片表面制备5微米的孔隙。其余步骤与实施例1相同。[0050] 实施例4[0051] 在步骤S3中，将氟代碳酸乙烯酯(FEC)、丙腈(PN)、硫酸乙烯酯(DTD)按照体积比按照体积比7:2:1配置成锂盐溶剂。其余步骤与实施例1相同。[0052] 对比例1[0053] 步骤S1中按LiCoO2：乙炔黑：PVDF质量比为80:10:10称取所需的物料量(不添加电容碳)，其余步骤与实施例1相同。[0054] 对比例2[0055] 步骤S1中按LiFePO4：电容碳：乙炔黑：PVDF质量比为78:2:10:10称取所需的物料量(将实施例1中的LiCoO2使用LiFePO4替代)，其余步骤与实施例1相同。[0056] 对比例3[0057] 步骤S2中采用二氧化硅气凝胶、导电炭黑、负极粘结剂和负极导电剂以质量比4:4:1:1加入球磨罐中进行研磨(使用二氧化硅气凝胶代替硅纳米囊泡型颗粒)，其余技术特征与实施例1相同。[0058] 对比例4[0059] 步骤S2中采用石墨、导电炭黑、负极粘结剂和负极导电剂以质量比4:4:1:1加入球磨罐中进行研磨(使用石墨代替硅纳米囊泡型颗粒)，其余技术特征与实施例1相同。[0060] 对比例5[0061] 步骤S3中采用氟代碳酸乙烯酯(FEC)、丙腈(PN)按照体积比按照体积比8:2配置成锂盐溶剂(不添加硫酸乙烯酯(DTD))，其余技术特征与实施例1相同。[0062] 对比例6[0063] 步骤S3中采用氟代碳酸乙烯酯(FEC)、硫酸乙烯酯(DTD)按照体积比按照体积比8:2配置成锂盐溶剂(不添加丙腈(PN))，其余技术特征与实施例1相同。[0064] 对比例7[0065] 步骤S2中，不使用纳秒脉冲激光加工系统在负极极片表面制备5微米的孔隙，将负极浆料均匀涂覆于负极涂碳铝箔集流体上，在100℃下烘烤24h后辊压得到负极极片后直接使用。[0066] 根据实施例1?4，以及对比例1?7制备20Ah电池，并分别在进行10C倍率和20C倍率下的充电测试，记录恒流充电容量和时间，10C倍率下充电测试结果如表1所示：[0067] 表110C倍率下充电测试结果[0068][0069][0070] 20C倍率下充电测试结果如表2所示：[0071] 表220C倍率下充电测试结果[0072][0073] 从表1中的数据可以看出，10C倍率下对实施1?4制得的软包锂电池进行快速充电，300秒基本可以将锂电池充满，尤其是实施例1制得的电池，288秒即可以将制备的20Ah电池完全充满，而且充电曲线规整，充电速度快，效果好。对比实施例1和对比例1的数据可以看出，在正极片的制备过程中，加入适量的电容碳，对充电速度具有一定的影响，其可能的原因是电容碳的加入与LiCoO2能够形成导电率更高的LiCoO2/电容碳复合电极体系，从而可以增强导电效率。对比实施例1和对比例2的数据可以看出，正极材料中使用LiFePO4替代LiCoO2会使得充电速率下降，LiCoO2/电容碳复合电极体系的效果优于LiFePO4/电容碳复合电极体系。对比实施例1、对比例1和对比例2的数据可以看出，电容碳的加入对正极片的快充性能具有较大的影响。对比实施例1、对比例3、对比例4的数据可以看出，采用本发明制得的中空硅纳米囊泡型颗粒对负极的导电性能具有很大的影响。其可能的原因是，在720℃条件下形成Mg?KCl?NaCl的无机液相共溶体系下还原硅气凝胶制备的中空硅纳米囊泡型颗粒内部具有较大的缓冲空间，而且空间结构稳定，可以有效的缓冲充放电过程中体积膨胀带来的结构变化，克服粉化以及颗粒集聚等方面的影响，同时空心纳米结构有利于锂离子从电解液向材料内部迁移，可以有效的提高其作为锂离子电池负极材料的循环稳定性，从而实现快充条件下高载量负极电荷的迅速传质，提高充电速度。对比实施例1、对比例5、对比例6的数据可以看出，丙腈(PN)或者硫酸乙烯酯(DTD)的缺失，都会降低电解液的导电能力，而通过构建Li?FEC?PN?DTD复合溶剂化构型，充分利用非水电解液中氟代碳酸乙烯酯、丙腈、硫酸乙烯酯之间的协同作用，可以赋予电池更好的倍率性能和快充性能，配合本发明的正极片和负极片的使用，拓宽了锂离子电池的快充温度窗口，达到良好的快充效果。对比实施例1和对比例7的数据可以看出，通过利用纳秒脉冲激光在电极表面制造微米级孔隙结构，可以促进电解液的渗流并缩短锂离子迁移距离，从而实现快充条件下高载量负极电荷的迅速传质。[0074] 从表2中的数据可以看出，20C倍率下对实施1?4制得的软包锂电池进行快速充电，180秒内可以将锂电池充满，尤其是实施例1制得的电池，166秒即可以将制备的20Ah电池完全充满，而且充电曲线规整，充电速度快，效果好。[0075] 从表1和表2中的实验数据还可以清晰的知晓：[0076] (1)本发明通过对正极片制备工艺的创新，通过加入适当比例的电容碳，形成LiCoO2/电容碳复合电极，相对于传统的LiCoO2电极，电池的倍率性能佳，而且电池内部的抗阻。涞缡奔淇。[0077] (2)本发明通过对负极片制备工艺的创新，在720℃条件下形成Mg?KCl?NaCl的无机液相共溶体系，并在该体系下还原硅气凝胶制备中空的硅纳米囊泡型颗粒，使用自制的硅纳米囊泡型颗粒作为负极活性材料的主要成分，充分利用中空硅纳米囊泡型颗粒内部具有较大的缓冲空间，结构稳定的特性，可以有效的缓冲充放电过程中体积膨胀带来的结构变化，克服粉化以及颗粒集聚等方面的影响同时空心纳米结构有利于锂离子从电解液向材料内部迁移，可以有效的提高其作为锂离子电池负极材料的循环稳定性，并配合纳秒脉冲激光加工系统对负极极片表面制备微米孔隙，一方面，采用硅纳米囊泡型颗粒降低电极接触电阻，解决电子传导速率过慢问题；另一方面，利用纳秒脉冲激光在电极表面制造微米级孔隙结构，促进电解液的渗流并缩短锂离子迁移距离，从而实现快充条件下高载量负极电荷的迅速传质。[0078] (3)本发明通过对电解液制备工艺的创新，充分利用非水电解液中氟代碳酸乙烯酯、丙腈、硫酸乙烯酯之间的协同作用，构建了Li?FEC?PN?DTD复合溶剂化构型，并展示出优异的成膜和导离子潜力，赋予了电池更好的倍率性能和循环性能，配合本发明的正极片和负极片的使用，拓宽了锂离子电池的快充温度窗口，达到良好的快充效果。[0079] 以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

专利地区：广西

专利申请日期：2024-03-20

专利公开日期：2024-09-03

专利公告号：CN117996246B