一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池，在電芯的兩側(cè)各設(shè)置一防穿刺安全結(jié)構(gòu)，防穿刺安全結(jié)構(gòu)從外到內(nèi)依次由PET板、鋁箔、PET板、銅箔、PET板疊加而成，所述鋁箔通過(guò)正極耳與正極引出端相連，所述銅箔通過(guò)負(fù)極耳與負(fù)極引出端相連，本發(fā)明正極極片上正極材料中的正極活性物質(zhì)為粒徑為1~2μm的大顆粒單晶高鎳三元材料，其分子式為：LimNiXCoYMnZO2，其中0.6≤X≤0.8，0.1≤Y≤0.2，0.1≤Z≤0.2，X+Y+Z=1.0；1.0＜m≤1.08，負(fù)極極片上負(fù)極材料中的負(fù)極活性材料為復(fù)合人造石墨。本發(fā)明安全性得到大大提高，并且通過(guò)對(duì)整個(gè)電池體系的優(yōu)化，電池的能量密度高，循環(huán)性能好。
【專利說(shuō)明】一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力 電池。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 動(dòng)力電池在先進(jìn)信息處理終端設(shè)備和電動(dòng)汽車等重要戰(zhàn)略領(lǐng)域里至關(guān)重要，備受 人們的關(guān)注，其要求具有較高的能量密度和功率密度。
[0004] 動(dòng)力電池的能量密度的提高，主要決定于高能量密度電極材料體系的開(kāi)發(fā)。目前 已經(jīng)商品化的動(dòng)力電池主要由磷酸鐵鋰或錳酸鋰作為正極活性材料，石墨類碳材料作為負(fù) 極活性材料，傳統(tǒng)的動(dòng)力電池由于受到正極活性材料磷酸鐵鋰或錳酸鋰以及負(fù)極活性材料 石墨類碳材料自身理論儲(chǔ)鋰容量極限的制約，在能量密度的進(jìn)一步提高上遇到了瓶頸。
[0005] 與此同時(shí)，對(duì)鋰離子動(dòng)力電池的安全性能要求也越來(lái)越高，鋰離子電池的安全性 能也備受行業(yè)內(nèi)人員的重視，尤其是電芯采用疊片式結(jié)構(gòu)的鋰離子動(dòng)力電池，在遇到外部 擠壓、碰撞、刺穿等情況或者鋰離子電池濫用的情況時(shí)，很容易造成電池內(nèi)部短路，使得電 池的電能迅速釋放出來(lái)從而產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致電池內(nèi)部的局部溫度過(guò)高，會(huì)造成電池 發(fā)生著火、爆炸等情況，這樣不僅嚴(yán)重影響到電池的安全使用，還存在很大的安全隱患。
[0006] 專利申請(qǐng)公布號(hào)CN103022555A，申請(qǐng)公布日2013. 04. 03,名稱為鋰離子電池及其 制備方法的中國(guó)專利中公開(kāi)了一種鋰離子電池，它包括正極、負(fù)極及電解液，所述電解液包 括鋰鹽及溶劑，正極的活性材料為富鋰錳基固溶體；負(fù)極的活性材料為鈦酸鋰；所述溶劑 包括氟代碳酸酯以及包括氟代甲基環(huán)丁砜或其衍生物、氟代甲基亞硫酸乙烯酯或其衍生 物，氟代甲基硫酸乙烯酯或其衍生物中的一種或幾種的添加劑。富鋰錳基固溶體材料具有 高容量、低材料成本、較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，鈦酸鋰具有較好的安全性和優(yōu)異的循環(huán)性能， 但是由于鈦酸鋰的比能量與比容量低，導(dǎo)電性差，用鈦酸鋰作為負(fù)極活性材料大大限制了 富鋰錳基固溶體材料高克容量這一優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮，該電池的電極材料體系只是提高了電 池的安全性，電池的能量密度依然較低。
[0007] 因此，目前迫切需要開(kāi)發(fā)一種兼具高能量密度及高安全性的鋰離子動(dòng)力電池。
[0008]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種兼具高能量密度及高安全性的鋰離子動(dòng)力 電池，該動(dòng)力電池能量密度高，高壓循環(huán)性能與安全性能佳。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池，包括由正極極片、隔膜、負(fù)極片依次疊加而成 的電芯、位于電芯外部的鋁塑膜軟包裝及密封位于鋁塑膜軟包裝內(nèi)的電解液，所述正極極 片通過(guò)正極耳相連，所述負(fù)極片通過(guò)負(fù)極耳相連，正極耳、負(fù)極耳相連分別形成電池的正、 負(fù)極引出端，所述正極極片包括正集流體及涂敷在正集流體上的正極材料，所述負(fù)極片包 括負(fù)集流體及涂敷在負(fù)集流體上的負(fù)極材料，其特征在于，所述高能量高安全性能鋰離子 動(dòng)力電池還包括防刺穿安全結(jié)構(gòu)，所述防刺穿安全結(jié)構(gòu)設(shè)置在電芯的兩側(cè)，防穿刺安全結(jié) 構(gòu)從外到內(nèi)依次由PET板、鋁箔、PET板、銅箔、PET板疊加而成，所述鋁箔通過(guò)正極耳與正極 引出端相連，所述銅箔通過(guò)負(fù)極耳與負(fù)極引出端相連，所述正極材料由以下質(zhì)量百分比的 組分組成：正極活性材料88?95 %，正極粘結(jié)劑2?6 %，正極導(dǎo)電劑3?7 %，所述負(fù)極 材料由以下質(zhì)量百分比的組分組成：負(fù)極活性材料90?95%，負(fù)極粘結(jié)劑4?8%，負(fù)極導(dǎo) 電劑1?3 %，所述正極活性材料為粒徑為1?2μm的大顆粒單晶高鎳三元材料，其分子 式為：LimNixCoYMnz02，其中 0· 6 彡X彡 0· 8,0· 1 彡Y彡 0· 2,0· 1 彡Z彡 0· 2,X+Y+Z=I. 0 ; I. 0 <m< 1. 08,所述負(fù)極活性材料為復(fù)合人造石墨。本發(fā)明在電芯兩側(cè)設(shè)置防穿刺安全 結(jié)構(gòu)，當(dāng)電池受到外部擠壓、碰撞或者穿刺等惡劣情況時(shí)，防穿刺安全結(jié)構(gòu)能起到緩沖、防 護(hù)的作用，有效保護(hù)電芯，避免電芯破壞造成短路產(chǎn)生大量的熱量，同時(shí)防穿刺安全結(jié)構(gòu)能 隔離電芯與鋁塑膜，可防止鋁塑膜破壞時(shí)以電芯接觸發(fā)生短路；防穿刺安全結(jié)構(gòu)中的鋁箔 通過(guò)正極耳與正極引出端相連，銅箔通過(guò)負(fù)極耳與負(fù)極引出端相連，銅箔與鋁箔具有良好 的傳熱性能，當(dāng)電芯內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，電芯內(nèi)部的熱量可以通過(guò)極耳傳導(dǎo)至銅箔及鋁箔上 及時(shí)散出去，避免電芯內(nèi)部熱量的聚集，此外，銅箔與鋁箔的電阻小，在電池穿刺時(shí)能將大 部分的短路電流導(dǎo)至銅箔及鋁箔上，減少正極極片與負(fù)極片之間的短路電流，避免電芯產(chǎn) 生大量的熱量，保證電池的安全性。此外，本發(fā)明選用大顆粒單晶高鎳三元材料作為正極活 性材料，采用復(fù)合人造石墨作為負(fù)極活性材料，對(duì)整個(gè)電池體系進(jìn)行了優(yōu)化，得到的電池能 量密度高，安全性能與循環(huán)性能好。
[0010] 作為優(yōu)選，所述PET板的厚度為30?200μm。
[0011] 作為優(yōu)選，所述銅箔、鋁箔的厚度為30?200μπι。銅箔、鋁箔的厚度太小，則內(nèi)阻 大，允許通過(guò)的電流小，電池異常情況下分擔(dān)的熱量少，降低電池安全性，厚度太厚，雖然安 全性能提高，但是成本增加，同時(shí)重量增加，會(huì)降低電池能量密度，因此必須嚴(yán)格控制銅箔 及鋁箔的厚度，這是保證電池兼具高能量密度與高安全性的前提。
[0012] 作為優(yōu)選，所述正極粘結(jié)劑由海藻酸鈉與聚偏二氟乙烯按質(zhì)量比1 : 4?7混合 而成。本發(fā)明對(duì)粘結(jié)劑進(jìn)行了改進(jìn)，添加了海藻酸鈉，三元材料作為正極活性材料在使用 時(shí)表面會(huì)富集大量的鋰離子（LiOH及Li2CO3),使得活性物質(zhì)的堿性較強(qiáng)，而由正極活性材 料、導(dǎo)電劑、導(dǎo)電劑與溶劑制成的正極漿料呈弱堿性，正極活性材料的強(qiáng)堿性與正極漿料的 弱堿性體系不協(xié)調(diào)，漿料很容易出現(xiàn)偏析、沉淀的現(xiàn)象，導(dǎo)致制得的電極片很硬，加工性能 很差，不利于三元材料壓實(shí)密度的提高，而海藻酸鈉帶有羧基，羧基能減少三元材料表面的 雜質(zhì)（如氧化鋰等），抑制三元材料之間的團(tuán)聚，使其在正極漿料中具有良好的分散性，此 夕卜，海藻酸鈉具有粘結(jié)作用，有利于提高正極材料的壓實(shí)密度及改善三元材料的加工性能， 并可以可填充在三元材料之間的間隙中，為三元材料提供支撐與緩沖，有效避免三元材料 形成的團(tuán)聚體在輥壓中發(fā)生破碎，提高了正極材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與電極加工性能，從而有 效提高了三元材料的壓實(shí)密度與循環(huán)性能，同時(shí)海藻酸鈉還能使三元材料與粘結(jié)劑、導(dǎo)電 劑之間緊密接觸，避免極片的極化，提高電化學(xué)性能，海藻酸鈉還能提高正極材料的存儲(chǔ)能 量，進(jìn)一步提高正極材料的能量密度，因此，海藻酸鈉也是本發(fā)明的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。
[0013] 作為優(yōu)選，所述正極導(dǎo)電劑為碳納米管、鱗狀石墨、氣相生長(zhǎng)碳纖維及導(dǎo)電炭黑中 的一種或多種。
[0014] 作為優(yōu)選，所述負(fù)極粘結(jié)劑由羧甲基纖維素鈉與丁苯橡膠按質(zhì)量比1 : 1.5?2 混合而成。
[0015] 作為優(yōu)選，所述負(fù)極導(dǎo)電劑為碳納米管、鱗狀石墨、氣相生長(zhǎng)碳纖維及導(dǎo)電炭黑中 的一種或多種。
[0016] 作為優(yōu)選，所述電解液由有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽及添加劑混合而成，其中，所述有 機(jī)溶劑為碳酸酯類溶劑，所述電解質(zhì)鋰鹽為六氟磷酸鋰，電解液中，電解質(zhì)鋰鹽的濃度為 1. 2?I. 5mol/L，所述添加劑為氟代溶劑，添加劑的加入量占電解液質(zhì)量的1?3%。電解 液中添加有氟代溶劑，以提高電解液的阻燃性，改善電池的安全性能。
[0017] 作為優(yōu)選，所述碳酸酯類溶劑由環(huán)狀碳酸酯與鏈狀碳酸酯按任意比例混合而成， 所述環(huán)狀碳酸酯為碳酸乙烯酯和/或碳酸丙烯酯，所述鏈狀碳酸酯為碳酸二甲酯、碳酸二 乙酯及碳酸甲乙酯中的一種或多種。
[0018] 作為優(yōu)選，所述氟代溶劑為氟代碳酸乙烯酯。
[0019] 因此，本發(fā)明具有如下有益效果： (1) 電池內(nèi)部電芯的兩側(cè)設(shè)置有防穿刺安全結(jié)構(gòu)，有效保護(hù)電芯，能避免電芯破壞造成 短路產(chǎn)生大量的熱量，大大提高電池的安全性能； (2) 選用大顆粒單晶高鎳三元材料作為正極活性材料，采用復(fù)合人造石墨作為負(fù)極活 性材料，同時(shí)對(duì)整個(gè)電池體系進(jìn)行了優(yōu)化，得到的電池能量密度高，安全性能與循環(huán)性能 好； (3) 正極粘結(jié)劑由海藻酸鈉與聚偏二氟乙烯按質(zhì)量比1 : 4?7混合而成，海藻酸鈉大 大提高了正極材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與電極加工性能，有利于提高壓實(shí)密度及能量密度。
[0020]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是本發(fā)明鋰離子動(dòng)力電池的一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖中：電芯1，鋁塑膜軟包裝2,PET板3,鋁箔4,銅箔5。
[0023]

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0025] 在本發(fā)明中，若非特指，所有百分比均為重量單位，所有設(shè)備和原料均可從市場(chǎng)購(gòu) 得或是本行業(yè)常用的，其中大顆粒單晶高鎳三元材料購(gòu)自深圳市振華新材料股份有限公 司，下述實(shí)施例中的方法，如無(wú)特別說(shuō)明，均為本領(lǐng)域常規(guī)方法。
[0026]實(shí)施例1 制作正、負(fù)極片：將正極材料均勻分散在N-N-二甲基吡咯烷酮中后得正極漿料，將正 極漿料涂覆在正集流體上后經(jīng)干燥、碾壓、裁切后得正極極片，正極材料中各組分的質(zhì)量百 分比為：正極活性材料89%，正極粘結(jié)劑6 %，正極導(dǎo)電劑5 %，其中，正極活性材料為粒徑 為1?2μm的大顆粒單晶高鎳三元材料（Lihci7Nia6Coa2Mna2O2)，正極粘結(jié)劑由海藻酸鈉與 聚偏二氟乙烯按質(zhì)量比1 : 4混合而成，正極導(dǎo)電劑為碳納米管；將負(fù)極材料均勻分散在 水中后得負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料涂覆在在負(fù)集流體上后經(jīng)干燥、碾壓、裁切后的負(fù)極極片， 負(fù)極漿料中各組分的質(zhì)量百分比為：負(fù)極活性材料95%，負(fù)極粘結(jié)劑4%，負(fù)極導(dǎo)電劑1 %， 其中，負(fù)極活性材料為復(fù)合人造石墨，負(fù)極粘結(jié)劑由羧甲基纖維素鈉與丁苯橡膠按質(zhì)量比 1 : 1.5混合而成，負(fù)極導(dǎo)電劑為碳納米管。
[0027] 制作電芯：按正極極片、隔膜、負(fù)極極片依次疊放制成疊片式電芯1，同時(shí)在電芯 的兩側(cè)粘結(jié)固定上防穿刺安全結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1)，防穿刺安全結(jié)構(gòu)從外到內(nèi)依次由PET板3、鋁 箔4、PET板3、銅箔5、PET板3粘結(jié)而成，其中，PET板3的厚度為200μm，銅箔5、鋁箔4的 厚度為100μm。
[0028] 焊接包裝：將電芯1中的正極極片及鋁箔用鋁極耳焊接在一起形成正極引出端， 將電芯1中的負(fù)極極片及銅箔用鍍銅鎳極耳焊接在一起形成負(fù)極引出端，將焊接后的電芯 1插入鋁塑膜軟包裝2內(nèi)進(jìn)行熱封。
[0029] 封口注液：在鋁塑膜軟包裝2內(nèi)注入電解液后進(jìn)行封口，電解液由有機(jī)溶劑、電 解質(zhì)鋰鹽及添加劑混合而成，有機(jī)溶劑由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯及碳酸甲乙酯按體積比 1 : 1 : 1混合而成，電解質(zhì)鋰鹽為六氟磷酸鋰，添加劑為氟代碳酸乙烯酯，電解液中，電解 質(zhì)鋰鹽的濃度為I. 2mol/L，氟代碳酸乙烯酯加入量占電解液質(zhì)量的1%。
[0030] 化成分容：將電池進(jìn)行擱置、預(yù)充、抽空、化成、分容后，得容量為20Ah的鋰離子動(dòng) 力電池，電池充放電的截止電壓為2. 7?4. 25V。
[0031] 實(shí)施例2 制作正、負(fù)極片：將正極材料均勻分散在N-N-二甲基吡咯烷酮中后得正極漿料，將正 極漿料涂覆在正集流體上后經(jīng)干燥、碾壓、裁切后得正極極片，正極材料中各組分的質(zhì)量百 分比為：正極活性材料95%，正極粘結(jié)劑2%，正極導(dǎo)電劑3%，其中，正極活性材料為粒徑 為1?2μm的大顆粒單晶高鎳三元材料（Lihci5Nia8CoaiMnaiO2)，正極粘結(jié)劑由海藻酸鈉與 聚偏二氟乙烯按質(zhì)量比1 : 5混合而成，正極導(dǎo)電劑由碳納米管、氣相生長(zhǎng)碳纖維按質(zhì)量比 1 : 2混合而成；將負(fù)極材料均勻分散在水中后得負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料涂覆在在負(fù)集流體 上后經(jīng)干燥、碾壓、裁切后的負(fù)極極片，負(fù)極漿料中各組分的質(zhì)量百分比為：負(fù)極活性材料 90 %，負(fù)極粘結(jié)劑8 %，負(fù)極導(dǎo)電劑2 %，其中，負(fù)極活性材料為復(fù)合人造石墨，負(fù)極粘結(jié)劑 由羧甲基纖維素鈉與丁苯橡膠按質(zhì)量比1 : 1.6混合而成，負(fù)極導(dǎo)電劑為碳納米管、氣相生 長(zhǎng)碳纖維及導(dǎo)電炭黑按質(zhì)量比I:2:1混合而成。
[0032] 制作電芯：按正極極片、隔膜、負(fù)極極片依次疊放制成疊片式電芯1，同時(shí)在電芯 的兩側(cè)粘結(jié)固定上防穿刺安全結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1)，防穿刺安全結(jié)構(gòu)從外到內(nèi)依次由PET板3、鋁 箔4、PET板3、銅箔5、PET板3粘結(jié)而成，其中，PET板3的厚度為100μm，銅箔5、鋁箔4的 厚度為200μm。
[0033] 焊接包裝：將電芯1中的正極極片及鋁箔用鋁極耳焊接在一起形成正極引出端， 將電芯1中的負(fù)極極片及銅箔用鍍銅鎳極耳焊接在一起形成負(fù)極引出端，將焊接后的電芯 1插入鋁塑膜軟包裝2內(nèi)進(jìn)行熱封。
[0034]封口注液：在鋁塑膜軟包裝2內(nèi)注入電解液后進(jìn)行封口，電解液由有機(jī)溶劑、電 解質(zhì)鋰鹽及添加劑混合而成，有機(jī)溶劑由碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯按體積比1 : 1混合而 成，電解質(zhì)鋰鹽為六氟磷酸鋰，添加劑為氟代碳酸乙烯酯，電解液中，電解質(zhì)鋰鹽的濃度為 I. 3mol/L，氟代碳酸乙烯酯加入量占電解液質(zhì)量的2%。
[0035] 化成分容：將電池進(jìn)行擱置、預(yù)充、抽空、化成、分容后，得容量為20Ah的鋰離子動(dòng) 力電池，電池充放電的截止電壓為2. 7?4. 25V。
[0036] 實(shí)施例3 制作正、負(fù)極片：將正極材料均勻分散在N-N-二甲基吡咯烷酮中后得正極漿料，將正 極漿料涂覆在正集流體上后經(jīng)干燥、碾壓、裁切后得正極極片，正極材料中各組分的質(zhì)量百 分比為：正極活性材料88%，正極粘結(jié)劑5%，正極導(dǎo)電劑7%，其中，正極活性材料為粒徑 為1?2μηι的大顆粒單晶高鎳三元材料（Liia9Nia7Coai5Mnai5O2),正極粘結(jié)劑由海藻酸鈉 與聚偏二氟乙烯按質(zhì)量比1 : 7混合而成，正極導(dǎo)電劑為碳納米管、鱗狀石墨、氣相生長(zhǎng)碳 纖維及導(dǎo)電炭黑中的一種或多種；將負(fù)極材料均勻分散在水中后得負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料 涂覆在在負(fù)集流體上后經(jīng)干燥、碾壓、裁切后的負(fù)極極片，負(fù)極漿料中各組分的質(zhì)量百分比 為：負(fù)極活性材料92%，負(fù)極粘結(jié)劑5%，負(fù)極導(dǎo)電劑3%，其中，負(fù)極活性材料為復(fù)合人造 石墨，負(fù)極粘結(jié)劑由羧甲基纖維素鈉與丁苯橡膠按質(zhì)量比1 : 2混合而成，負(fù)極導(dǎo)電劑為導(dǎo) 電炭黑。
[0037] 制作電芯：按正極極片、隔膜、負(fù)極極片依次疊放制成疊片式電芯1，同時(shí)在電芯 的兩側(cè)粘結(jié)固定上防穿刺安全結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1)，防穿刺安全結(jié)構(gòu)從外到內(nèi)依次由PET板3、鋁 箔4、PET板3、銅箔5、PET板4粘結(jié)而成，其中，PET板3的厚度為30μm，銅箔5、鋁箔4的 厚度為30μm。
[0038] 焊接包裝：將電芯1中的正極極片及鋁箔用鋁極耳焊接在一起形成正極引出端， 將電芯1中的負(fù)極極片及銅箔用鍍銅鎳極耳焊接在一起形成負(fù)極引出端，將焊接后的電芯 1插入鋁塑膜軟包裝2內(nèi)進(jìn)行熱封。
[0039] 封口注液：在鋁塑膜軟包裝內(nèi)注入電解液后進(jìn)行封口，電解液由有機(jī)溶劑、電解 質(zhì)鋰鹽及添加劑混合而成，有機(jī)溶劑由碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯及碳酸二乙酯按體積比 3 : 1 : 2混合而成，電解質(zhì)鋰鹽為六氟磷酸鋰，添加劑為氟代碳酸乙烯酯，電解液中，電解 質(zhì)鋰鹽的濃度為I. 5mol/L，氟代碳酸乙烯酯加入量占電解液質(zhì)量的3%。
[0040] 化成分容：將電池進(jìn)行擱置、預(yù)充、抽空、化成、分容后，得容量為20Ah的鋰離子動(dòng) 力電池，電池充放電的截止電壓為2. 7?4. 25V。
[0041] 能量密度測(cè)試 各取3只由上述每個(gè)實(shí)施例制得的鋰離子動(dòng)力電池測(cè)定在25°C的能量密度。測(cè)定方法 為：在25°C下將電流以IOA恒定電流充電至上限電壓，然后轉(zhuǎn)恒壓充電，截至電流IOOOmA; 擱置10分鐘，以IOA恒定電流放電至2. 7V，測(cè)定得到電池的放電容量；擱置10分鐘后，重 復(fù)上述步驟3次，計(jì)算3次放電容量平均值。使用電子天平稱量各實(shí)施例得到的電池的重 量，取平均值。按照下式計(jì)算25°C電池能量密度： 電池能量密度=放電平均容量X3. 6V/電池重量，測(cè)試結(jié)果如表1所示 表1各實(shí)施例電池能量密度測(cè)試結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池，包括由正極極片、隔膜、負(fù)極片依次疊加而 成的電芯（1)、位于電芯外部的鋁塑膜軟包裝（2)及密封位于鋁塑膜軟包裝內(nèi)的電解液，所 述正極極片通過(guò)正極耳相連，所述負(fù)極片通過(guò)負(fù)極耳相連，正極耳、負(fù)極耳相連分別形成電 池的正、負(fù)極引出端，所述正極極片包括正集流體及涂敷在正集流體上的正極材料，所述負(fù) 極片包括負(fù)集流體及涂敷在負(fù)集流體上的負(fù)極材料，其特征在于，所述高能量高安全性能 鋰離子動(dòng)力電池還包括防刺穿安全結(jié)構(gòu)，所述防刺穿安全結(jié)構(gòu)設(shè)置在電芯的兩側(cè)，防穿刺 安全結(jié)構(gòu)從外到內(nèi)依次由PET板（3 )、鋁箔（4)、PET板、銅箔（5 )、PET板疊加而成，所述鋁 箔通過(guò)正極耳與正極引出端相連，所述銅箔通過(guò)負(fù)極耳與負(fù)極引出端相連，所述正極材料 由以下質(zhì)量百分比的組分組成：正極活性材料88~95%，正極粘結(jié)劑2~6%，正極導(dǎo)電劑3~7%， 所述負(fù)極材料由以下質(zhì)量百分比的組分組成：負(fù)極活性材料90~95%，負(fù)極粘結(jié)劑4~8%，負(fù) 極導(dǎo)電劑f 3%，所述正極活性材料為粒徑為f 2 的大顆粒單晶高鎳三元材料，其分子式 為：LimNixCoYMnz02，其中 0? 6 彡 X 彡 0? 8,0. 1 彡 Y 彡 0? 2,0. 1 彡 Z 彡 0? 2, X+Y+Z=l. 0 ;1. 0 < m < 1. 08,所述負(fù)極活性材料為復(fù)合人造石墨。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述 PET板的厚度為3(T200iim。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述 銅箔、鋁箔的厚度為3(T200 y m。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述 正極粘結(jié)劑由海藻酸鈉與聚偏二氟乙烯按質(zhì)量比1:4~7混合而成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述 正極導(dǎo)電劑為碳納米管、鱗狀石墨、氣相生長(zhǎng)碳纖維及導(dǎo)電炭黑中的一種或多種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述 負(fù)極粘結(jié)劑由羧甲基纖維素鈉與丁苯橡膠按質(zhì)量比1:1. 5~2混合而成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述 負(fù)極導(dǎo)電劑為碳納米管、鱗狀石墨、氣相生長(zhǎng)碳纖維及導(dǎo)電炭黑中的一種或多種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述 電解液由有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽及添加劑混合而成，其中，所述有機(jī)溶劑為碳酸酯類溶劑， 所述電解質(zhì)鋰鹽為六氟磷酸鋰，電解液中，電解質(zhì)鋰鹽的濃度為1. 2~1. 5mol/L，所述添加劑 為氟代溶劑，添加劑的加入量占電解液質(zhì)量的1~3%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述 碳酸酯類溶劑由環(huán)狀碳酸酯與鏈狀碳酸酯按任意比例混合而成，所述環(huán)狀碳酸酯為碳酸乙 烯酯和/或碳酸丙烯酯，所述鏈狀碳酸酯為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯及碳酸甲乙酯中的一 種或多種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高能量高安全性能鋰離子動(dòng)力電池，其特征在于，所述 氟代溶劑為氟代碳酸乙烯酯。
【文檔編號(hào)】H01M4/62GK104425795SQ201310409043
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】呂豪杰, 金榮在, 李青柱, 殷月輝, 高新寶, 陳軍 申請(qǐng)人:浙江萬(wàn)向億能動(dòng)力電池有限公司, 萬(wàn)向電動(dòng)汽車有限公司, 萬(wàn)向集團(tuán)公司