[发明专利]一种锂离子电池及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种锂离子电池及其制备方法和用途，所述锂离子电池包括正极片、负极片、隔膜和电解液，所述正极片包括正极集流体和正极浆料，所述负极片包括负极集流体和负极浆料；所述正极浆料按质量分数包括：正极活性物质95.5％～97.5％，正极导电剂2％～3.5％，正极粘结剂0.5％～1.5％；所述正极浆料的涂布面密度为70～100g/m²。本发明所述锂离子电池通过化学组成体系的改进，尤其是正极片中活性物质比例的增加以及面密度的降低，可以有效提高电池中电子及离子的导电率，从而改善电池的功率性能，达到高倍率、宽温度范围下的充放电要求，且循环性能优异，能够满足48V启停锂离子电池的实际应用需求。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池及其制备方法和用途。

背景技术

锂离子电池因具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电率小、绿色环保等优点，成为二次电池发展的趋势，在航空航天、国防军工、电动汽车、混合动力车、野外作业、潜艇等领域电源方面应用广泛。而随着二氧化碳排放标准以及油耗目标的日趋严格，需要不断加大汽车电动化的研究，尤其是对启停电池的研究应用，以启停电池的使用帮助汽车实现助力爬坡，刹车能量回收，电动助力等功能，从而达到减少二氧化碳的排放目的。

近年来，锂离子电池在启停电池领域的应用逐渐扩展，因而对锂离子电池的充放电性能提出了更高的要求，需要在大倍率瞬时充电能力、放电启动能力上做出突破，但由于锂离子电极材料的限制，其充放电功率性能以及高低温性能还有待提高。目前采用的锂离子电池电极材料主要为镍钴锰酸锂三元材料、纳米磷酸铁锂材料等，均具有各自的缺陷，难以直接满足启停电池的实际应用需要，需要进行改进。

CN 108511788A公开了一种高倍率三元体系启停锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液以及铝塑膜；所述正极片包括正极集流体以及涂覆于所述正极集流体上的正极混合物层，其中正极混合物层中的正极活性物质也是采用镍钴锰酸锂三元材料，所述负极片包括负极集流体以及涂覆于所述负极集流体上负极混合物层；所述正极混合物层的涂布面密度为0.96～1.60g/dm²，所述负极混合物层的涂布面密度为0.5～0.8g/dm²；该锂离子电池集流体上涂布面密度的选择使得其充放电性能提升有限，且未明确其可以用于48V启停电源系统。

CN 106876714A公开了一种用于汽车启停系统的锂离子电池，其包括正极片、负极片、隔膜、电解液及外部封装结构；所述正极片包括片状式正极集流体及正极材料层；所述正极材料层设置在正极集流体两个相对的表面；所述正极材料层包括正极活性料、正极导电剂、正极粘结剂，所述正极活性料的粒径为D50＜3μm，比表面积为11-17m²/g，其中正极活性料为磷酸铁锂，正极导电剂为导电炭黑，正极粘结剂为聚偏氟乙烯。该锂离子电池过调整正极材料的粒径及比表面积，提高大倍率放电性能，但该正极活性料的比能量较低，使得用于启停系统时的装机量较低，难以满足电动化需求。

综上所述，对于锂离子电池电极材料的选择，还需要通过组分及其含量调整，提高其充放电功率性能，使其能够更好地用于48V启停电源系统。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池及其制备方法和用途，所述锂离子电池通过化学组成体系的改进，尤其是通过提高正极片中活性物质的比例来提高电子和离子的传导率，从而改善其功率性能，达到高倍率充放电的要求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极片、负极片、隔膜和电解液，所述正极片包括正极集流体和涂布于正极集流体上的正极浆料，所述负极片包括负极集流体和涂布于负极集流体上的负极浆料；所述正极浆料按质量分数包括以下组分：正极活性物质95.5％～97.5％，正极导电剂2％～3.5％，正极粘结剂0.5％～1.5％；所述正极浆料的涂布面密度为70～100g/m²。