[发明专利]一种三元体系启停锂离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种三元体系启停锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液和铝壳，所述正极极片包括正极集流体和涂敷在正极集流体上的正极材料，所述负极极片包括负极集流体和涂敷在负极集流体上的负极材料，所述正极极片、隔膜和负极极片采用Z字形叠片联成卷芯，其特征在于：

所述正极材料中包括三元镍钴锰酸锂材料；

所述卷芯采用正极极片与负极极片错位叠片的方式，其中正极极片与负极极片上间距D1为正极极片超出负极极片2mm~3mm，正极极片与负极极片下间距D2为负极极片超出正极极片3mm~4mm，正极极片与负极极片左/右间距D3为负极极片超出正极极片2mm~3mm；

所述正极材料双面涂布面密度为100~130g/m²；所述负极材料双面涂布面密度为63~82g/m²；

所述正极极片极耳侧涂覆绝缘涂层；所述绝缘涂层由无机粉末和粘结剂组成，无机粉末和粘结剂质量比为7:1~9:1；所述无机粉末为α-三氧化二铝，所述粘结剂为聚偏氟乙烯；正极极片涂覆绝缘涂层的宽度Wi为5~7mm；

所述电解液由溶剂、锂盐和添加剂组成；所述添加剂由双氟草酸磷酸锂、1,3-丙烷磺酸内酯组成，二者质量比为1：1.5~1.5：1。

2.根据权利要求1所述的一种三元体系启停锂离子电池，其特征在于：所述正极材料各成分的重量百分比如下：正极活性物质92~96wt%，正极导电剂2.5~4.8wt%，正极粘结剂1.5~3.2wt%；所述负极材料各成分重量百分比如下：负极活性物质92~95wt%，负极导电剂2.5~4.5wt%，负极粘结剂与负极分散剂2.5~3.5wt%。

3.根据权利要求2所述的一种三元体系启停锂离子电池，其特征在于：所述正极活性物质为NCM111、NCM523、NCM622、NCM811中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的一种三元体系启停锂离子电池，其特征在于：所述正极导电剂为碳纳米管或石墨烯中的一种或两种与导电炭黑按如下质量比1：2~2：1混合得到。

5.根据权利要求1所述的一种三元体系启停锂离子电池，其特征在于：所述正极集流体为正反面均有涂覆层的铝箔或光箔；所述涂覆层为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种；所述涂覆层总厚度为1um~2um。

6.根据权利要求2所述的一种三元体系启停锂离子电池，其特征在于：所述负极活性物质为人造石墨、天然石墨、软碳中的一种或多种混合。

7.根据权利要求2所述的一种三元体系启停锂离子电池，其特征在于：所述负极导电剂为导电炭黑与纳米生长碳纤维的混合，二者质量比为1：2~2：1。

8.根据权利要求1所述的一种三元体系启停锂离子电池，其特征在于：所述隔膜为涂覆隔膜，所述涂覆隔膜的薄膜孔隙率不低于44%。

9.根据权利要求书1所述的一种三元体系启停锂离子电池，其特征在于：所述铝壳为方形铝壳；所述方形铝壳内有一个叠片电芯，所述叠片电芯的上部两侧分别设置极耳，两侧的极耳均与盖板直接连接，所述极柱贯穿盖板并且延伸至极耳。

10.一种权利要求1~9任一项所述的三元体系启停锂离子电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、制备正极极片：按如下重量百分比：正极活性物质92~96wt%、正极导电剂2.5~4.8wt%、正极粘结剂1.5~3.2wt%，将正极材料各成分充分混合制得正极浆料；按如下重量百分比：α-三氧化二铝87.5~90wt%，聚偏氟乙烯10~12.5wt%，将绝缘涂层各成分充分混合制得绝缘涂层浆料； 将正极浆料、绝缘涂层浆料涂敷于正极集流体表面，然后进行干燥和辊压，形成正极极片；正极极片双面涂布面密度为100~130g/m²；

步骤二、制备负极极片：按如下重量百分比：负极活性物质92~95wt%，负极导电剂2.5~4.5wt%，负极粘结剂与负极分散剂2.5~3.5wt%，将负极材料各成分充分混合制得负极浆料，将负极浆料均匀涂敷于负极集流体表面，然后进行干燥和辊压，形成负极极片；负极极片双面涂布面密度为63~82g/m²；

步骤三、制备叠片卷芯：将步骤一制得的正极极片和步骤二制得的负极极片分别模切成小片，再将小片的正极极片、隔膜和小片的负极极片以Z字形依次叠起来形成裸电芯；其中正极极片与负极极片上间距D1为正极极片超出负极极片2mm~3mm，正极极片与负极极片下间距D2为负极极片超出正极极片3mm~4mm，正极极片与负极极片左/右间距D3为负极极片超出正极极片2mm~3mm；隔膜孔隙率为44%~50%；

步骤四、电池的装配：将步骤三制得的裸电芯置于方形铝壳内，通过焊接、注液、化成、分容工序得到锂离子电池。