[发明专利]一种电动汽车用高比能锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池制造技术领域。本发明公开了一种电动汽车用高比能锂离子电池，其由正极极片、负极极片、隔膜、电解液和软包装叠片制得，正极极片由铝箔和涂覆在铝箔上的正极浆料制得，正极浆料由LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、导电炭黑、气相生长炭纤维和聚偏氟乙烯按重量比95～97：0.5～1.5：0.5～1.5：1.5～2.5混合后加入N‑甲基吡咯烷酮制得；负极极片为多孔铜箔；电解液为六氟磷酸锂溶解于体积比为1：1的碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯混合溶剂中制得；隔膜为聚乙烯多孔膜。本发明中的高比能锂离子电池降低了锂离子电池首次充电时负极中嵌入不可逆锂离子带来的容量损失，从而增加了电池可逆比容量，显著提高锂离子电池质量比能量密度。

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造技术领域，尤其是涉及一种电动汽车用高比能锂离子电池。

背景技术

随着全球新能源汽车的蓬勃发展，新能源汽车核心零部件的动力电池受到了广泛关注。国外以日韩为代表的车用动力电池企业依托坚实的基础理论研究、持续的产品及制造技术开发，通过广泛的产学研合作在该领域取得较大的突破，形成了相对的技术优势。

为应对市场对新能源汽车更长续航里程的要求，世界各发达国家都在积极开发高比能量的新一代电池技术，并提出了各自的发展路线图。如日本NEDO提出2020年电池系统能量密度达到250 Wh/kg的目标；美国能源部提出在2022年开发出250 Wh/kg电池系统产品。各大企业也据此规划自己的技术路线，如日本AESC计划到2020年使用高镍三元正极材料和硅基负极材料开发系统能量密度达到250 Wh/kg的电池体系；美国特斯拉计划在2017年推出的第三代纯电动汽车，单体电池能量密度达到300 Wh/kg；韩国LG公司计划在2020年量产300 Wh/kg电池产品；A123公司的目标是2020年电池能量密度达到300Wh/kg以上。

锂离子电池能量密度=电池容量/电池质量，因此，通过增加电池容量的方式，开发具有高比容量的高镍正极材料和硅碳负极材料可实现更高比能锂离子电池设计。

目前商业化应用的锂离子电池，正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰三元、锰酸锂等。负极材料以石墨类材料为主。充电时，锂离子从正极材料迁移到负极石墨片层中，放电时，锂离子从石墨负极片层回到正极材料内。其中负极石墨功能主要是“容纳”正极迁移过来的锂离子，可见，正极材料对锂离子电池能量密度起主要的决定作用。负极材料是影响锂离子电池能量密度的关键材料。

目前商业化锂离子电池首次充放电时石墨负极颗粒表面有效形成一层稳定的固态电解质界面膜(SEI)，SEI膜的形成可显著改善石墨负极循环稳定性。形成SEI膜结构所需锂离子需正极提供，因此负极表面SEI的形成将降低锂离子电池可逆比容量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种可以重量大大减轻、首次充电时负极中嵌入不可逆锂离子数量较少、可逆比容量和质量比能量密度更高的电动汽车用高比能锂离子电池。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电动汽车用高比能锂离子电池，由正极极片、负极极片、隔膜、电解液和软包装叠片制得，正极极片由铝箔和涂覆在铝箔上的正极浆料制得，正极浆料由LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、导电炭黑、气相生长炭纤维和聚偏氟乙烯按重量比95～97：0.5～1.5：0.5～1.5：1.5～2.5混合后加入N-甲基吡咯烷酮制得；负极极片为多孔铜箔；电解液为六氟磷酸锂溶解于体积比为1：1的碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯混合溶剂中制得；隔膜为聚乙烯多孔膜。