本發(fā)明屬于電池及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵丶捌渲苽浞椒ā?/p>

背景技術(shù)：

鋰離子電池作為綠色環(huán)保能源已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，以正極材料區(qū)分，鋰離子電池分為鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、三元材料電池和磷酸鐵鋰電池等。其中，三元材料電池由于具有電壓平臺(tái)高、能量密度高、振實(shí)密度高、電化學(xué)穩(wěn)定、循環(huán)性能好等特性，在提升新能源汽車(chē)的續(xù)航里程，減輕用戶(hù)續(xù)航里程憂慮方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還具有放電電壓高，輸出功率比較大，低溫性能好，可適應(yīng)全天候氣溫等優(yōu)點(diǎn)，因此正逐漸受到汽車(chē)生產(chǎn)廠商和用戶(hù)的青睞。

隨著人們使用需求的提高，電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、低速車(chē)等對(duì)鋰離子電池的容量要求越來(lái)越高，然而電芯容量的增加，對(duì)其安全性的要求也逐漸提高。但現(xiàn)有三元電池的安全性能相對(duì)較差，尤其是電池在大電流充放電過(guò)程中及針刺試驗(yàn)中，極易發(fā)生短路爆炸現(xiàn)象，現(xiàn)有技術(shù)中通常是采用降低電池容量的方法來(lái)提高其安全性能，從而無(wú)法滿(mǎn)足人們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、低速車(chē)等的使用要求。比如電池在過(guò)充條件下，達(dá)到一定溫度，電解液會(huì)發(fā)生分解及氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱，如果熱量沒(méi)有得到及時(shí)的抑制，熱量的累積會(huì)導(dǎo)致溫度進(jìn)一步的升高。當(dāng)溫度達(dá)到一定程度，電池會(huì)爆炸起火。目前大部分電池的過(guò)充測(cè)試表明，電池在過(guò)充過(guò)程中安全溫度約為110℃左右。當(dāng)電池溫度達(dá)到或超過(guò)110℃時(shí)，電池內(nèi)部電解液和陰極材料會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)，發(fā)生熱失控，溫度急劇上升，最終導(dǎo)致起火爆炸。因此，如何在保證鋰離子電池具有大容量的基礎(chǔ)上，提高其安全性能至關(guān)重要，也是現(xiàn)有新能源汽車(chē)用鋰離子電池生產(chǎn)中急需解決的一個(gè)技術(shù)難題。

經(jīng)檢索，關(guān)于提高鋰離子電池安全性能的專(zhuān)利報(bào)道已有相關(guān)公開(kāi)。如，中國(guó)專(zhuān)利201521110006.0公開(kāi)了一種卷繞式軟包裝鋰離子電池，該申請(qǐng)案的電池包括正極片和負(fù)極片，正極片和負(fù)極片疊在一起彎折卷繞成電芯，正極片和負(fù)極片的起始端到第一次彎折處分別為沒(méi)有涂布活性物質(zhì)的正極首端空箔區(qū)和負(fù)極首端空箔區(qū)，負(fù)極首端空箔區(qū)長(zhǎng)度比正極首端空箔區(qū)長(zhǎng)，該長(zhǎng)出的部分為負(fù)極端區(qū)，正極片的尾端和負(fù)極片的尾端分別設(shè)置有沒(méi)有涂布活性物質(zhì)的正極末端空箔區(qū)和負(fù)極末端空箔區(qū)，正極末端空箔區(qū)的起始端和末端兩端的連線與負(fù)極首端空箔區(qū)相交，且負(fù)極端區(qū)在正極末端空箔區(qū)和正極末端空箔區(qū)兩端的連線的圍設(shè)范圍內(nèi)。采用該申請(qǐng)案的電池結(jié)構(gòu)使得在刺穿測(cè)試穿過(guò)負(fù)極端區(qū)時(shí)能同時(shí)穿過(guò)正極末端空箔區(qū)，讓正極片和負(fù)極片短路時(shí)產(chǎn)生的熱量得到快速的釋放，在一定程度上提高了電池的安全性能；但其僅能提升電池在針刺時(shí)的安全性能，對(duì)其他性能則沒(méi)有改善，且采用該申請(qǐng)案的方案還使得電池能量密度有所減少。

又如，中國(guó)專(zhuān)利201610458567.2公開(kāi)了一種電池極片，該電池極片包括正極集流體和正極活性材料，正極集流體的一側(cè)表面設(shè)置有至少兩個(gè)間隔設(shè)置的正極內(nèi)涂覆區(qū)，相鄰兩個(gè)正極內(nèi)涂覆區(qū)之間設(shè)置有正極內(nèi)空箔區(qū)，正極集流體的另一側(cè)表面設(shè)置有至少兩個(gè)間隔設(shè)置的正極外涂覆區(qū)，相鄰兩個(gè)正極外涂覆區(qū)之間設(shè)置有正極外空箔區(qū)，正極活性材料涂覆在正極內(nèi)涂覆區(qū)和正極外涂覆區(qū)上。該申請(qǐng)案通過(guò)間隔設(shè)置若干涂覆區(qū)，并在相鄰?fù)扛矃^(qū)之間設(shè)置空箔區(qū)，使該空箔區(qū)形成緩沖空間，在保證電池具有較高能量密度的情況下有效緩沖極片材料體積膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力，從而防止極片斷裂；但該申請(qǐng)案主要用于保證電池的電性能，而對(duì)電池電芯內(nèi)部短路或者大電流流過(guò)時(shí)的安全性能則無(wú)法保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的之一在于克服現(xiàn)有鋰離子電池的安全性能相對(duì)較差，在大電流充放電過(guò)程中或針刺測(cè)試中易發(fā)生短路爆炸的不足，提供了一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵亍２捎帽景l(fā)明的技術(shù)方案能夠顯著提高鋰離子電池的安全性能，從而滿(mǎn)足新能源汽車(chē)的使用要求。

本發(fā)明的第二個(gè)目的是為了克服采用現(xiàn)有方法制備所得鋰離子電池的安全性能相對(duì)較差的不足，而提供了一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵氐闹苽浞椒ǎ捎帽景l(fā)明的方法制備所得動(dòng)力電池的安全性能得到大大提高。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

其一，本發(fā)明的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵兀ㄕ龢O極片、負(fù)極極片、隔膜、電解液和電池殼體，其中，正極極片、負(fù)極極片和隔膜形成隔膜/負(fù)極/隔膜/正極疊片式結(jié)構(gòu)電池芯，所述的正極極片包括正極集流體，該正極集流體包括第一涂覆區(qū)、第二涂覆區(qū)以及第一涂覆區(qū)與第二涂覆區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)，所述第一涂覆區(qū)和第二涂覆區(qū)的正反面均設(shè)有正極材料層。

更進(jìn)一步的，所述過(guò)渡區(qū)與第一涂覆區(qū)及第二涂覆區(qū)之間均為間斷式連接，相鄰連接段之間的的間隔距離為2-3mm，該過(guò)渡區(qū)的正反面均勻涂覆有正極材料層。

更進(jìn)一步的，所述第一涂覆區(qū)、第二涂覆區(qū)及過(guò)渡區(qū)為沿正極極片橫向或縱向均勻分布的三個(gè)區(qū)域；所述負(fù)極極片包括負(fù)極集流體，負(fù)極集流體的正反面均勻涂覆有負(fù)極材料層。

更進(jìn)一步的，所述過(guò)渡區(qū)與第一涂覆區(qū)及第二涂覆區(qū)之間均連續(xù)相連，且過(guò)渡區(qū)的正反面均勻涂覆有al2o3涂層。

更進(jìn)一步的，當(dāng)?shù)谝煌扛矃^(qū)、第二涂覆區(qū)及過(guò)渡區(qū)沿正極極片橫向依次分布時(shí)，過(guò)渡區(qū)的寬度為正極極片總寬度的1/4；當(dāng)?shù)谝煌扛矃^(qū)、第二涂覆區(qū)及過(guò)渡區(qū)沿正極極片縱向依次分布時(shí)，過(guò)渡區(qū)的寬度為正極極片總長(zhǎng)的1/5。

更進(jìn)一步的，所述的負(fù)極極片包括負(fù)極集流體，該負(fù)極集流體包括第三涂覆區(qū)、第四涂覆區(qū)和空箔區(qū)，空箔區(qū)的位置及尺寸與過(guò)渡區(qū)相對(duì)應(yīng)，且第三涂覆區(qū)與第四涂覆區(qū)的正反面均勻涂覆有負(fù)極材料層。

更進(jìn)一步的，所述正極集流體采用厚度為12～25μm的鋁箔，所述負(fù)極集流體采用厚度為10～15μm的銅箔；所述的隔膜采用厚度為15μm～25μm的聚丙烯+陶瓷隔膜或聚乙烯+陶瓷隔膜或聚丙烯+聚乙烯+聚丙烯三層膜或無(wú)紡布隔膜，所述的電解液為六氟磷酸鋰、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸丙乙酯中的一種或幾種的混合物，所述的電池殼體由鋁塑膜包裝而成。

更進(jìn)一步的，所述的正極材料層由正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑組成，其中正極活性物質(zhì)采用鎳鈷錳酸鋰三元材料，粘結(jié)劑采用聚偏氟乙烯，導(dǎo)電劑采用導(dǎo)電炭黑、超導(dǎo)碳、導(dǎo)電石墨、鱗片石墨和碳納米管中的一種或多種；所述的負(fù)極極片由負(fù)極集流體及涂覆于負(fù)極集流體正反兩面的負(fù)極材料層組成，該負(fù)極材料層由負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑、增稠劑和粘結(jié)劑組成，其中負(fù)極活性材料采用人造石墨、天然石墨、中間相碳微球和硬碳材料中的一種或多種，導(dǎo)電劑采用導(dǎo)電碳黑、超導(dǎo)碳、導(dǎo)電石墨中的一種或多種；增稠劑采用羧甲基纖維素鈉，粘結(jié)劑采用丁苯橡膠。

更進(jìn)一步的，所述的正極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：鎳鈷錳酸鋰91％～96％、超導(dǎo)碳1％～4％、導(dǎo)電石墨1％～3％、碳納米管0％～2％、聚偏氟乙烯2％～5％；所述的負(fù)極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：負(fù)極活性材料91％～95％、導(dǎo)電炭黑0％～2％、導(dǎo)電石墨0％～2％、丁苯橡膠2％～4％、羧甲基纖維素鈉1％～2％。

其三，本發(fā)明的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵氐闹苽浞椒?，包括以下步驟：

步驟一、漿料的制備

(1)正極材料漿料的制備：以n-甲基吡咯烷酮為溶劑配置正極漿料，將粘結(jié)劑加入n-甲基吡咯烷酮中，在有循環(huán)水冷卻的條件下進(jìn)行真空攪拌2～3小時(shí)，然后加入混合均勻的鎳鈷錳酸鋰和導(dǎo)電劑的混合物，加完料攪拌3～6小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩即得到正極材料漿料，正極材料漿料的固含量為60％～75％；在漿料制備前，將鎳鈷錳酸鋰置于120～150℃下烘烤12～24小時(shí)，將導(dǎo)電劑置于120～150℃下烘烤4～6小時(shí)；

(2)負(fù)極材料漿料的制備：以去離子水為介質(zhì)制備負(fù)極漿料，將增稠劑加入去離子水中攪拌1～3小時(shí)，隨后加入導(dǎo)電劑攪拌2～4小時(shí)，漿料過(guò)膠體磨以使導(dǎo)電劑得到完全分散，再加入負(fù)極活性材料攪拌2～5小時(shí)，隨后加入粘接劑攪拌2～3小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩即得到負(fù)極材料漿料，負(fù)極材料漿料的固含量為38～50％；

步驟二、正負(fù)極涂布

將正極材料漿料均勻涂覆于正極集流體的第一涂覆區(qū)和第二涂覆區(qū)的正反兩面，并預(yù)留正極極耳位，正極涂布面密度為25～38mg/cm²，然后根據(jù)需要在過(guò)渡區(qū)的正反面均勻涂覆正極材料漿料或al2o3涂料，正極涂布完成后置于95～120℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；將負(fù)極材料漿料均勻涂覆于負(fù)極集流體涂覆區(qū)的正反兩面，并預(yù)留負(fù)極極耳位，負(fù)極涂布面密度為13.6～22mg/cm²，負(fù)極涂布完成后置于70～110℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；

步驟三、極片輥壓和切割

將涂布后的正極和負(fù)極極片進(jìn)行輥壓處理，正極壓實(shí)密度為3.0～3.8g/cm3，負(fù)極壓實(shí)密度為1.2～1.6g/cm³，然后根據(jù)電池極片的制作規(guī)格把輥壓好的正負(fù)極片進(jìn)行激光切割，激光切割時(shí)準(zhǔn)確預(yù)留正負(fù)極極耳位置；

步驟四、極片烘烤

將切割好的極片置于真空狀態(tài)下進(jìn)行烘烤，正極極片在100～130℃溫度下烘烤10～12小時(shí)，負(fù)極極片在溫度為80～100℃下烘烤10～12小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔2～4小時(shí)連續(xù)抽放氬氣3～5次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放氬氣3～5次，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出極片進(jìn)行后續(xù)工序；

步驟五、電池芯的制備

將烘烤后的正極極片、負(fù)極極片和隔膜進(jìn)行疊合，形成隔膜/負(fù)極/隔膜/正極疊片式結(jié)構(gòu)電芯；

步驟六、正負(fù)極極耳焊接、電芯入殼及封裝

根據(jù)電池設(shè)計(jì)要求將正極極耳和負(fù)極極耳分別焊接于正負(fù)極極片預(yù)留集流體上，然后把電芯裝入沖好的電池殼體中，在溫度為150～250℃、壓力為0.2～0.5mpa、時(shí)間為5～10秒條件下用封口機(jī)熱封電池頂部和其中一側(cè)邊；

步驟七、電芯烘烤及電池注液

在80～120℃真空狀態(tài)下烘烤電芯20～24小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔4～6小時(shí)連續(xù)抽放氬氣2～4次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放3～5次氬氣，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出電芯進(jìn)行注液工序，然后熱封電池另一側(cè)邊，隨后擱置電池24小時(shí)；

步驟八、電池化成和分容

采用限時(shí)化成，化成工藝為：0.05c充電5小時(shí)，+0.1c充電4小時(shí)，+0.2c充電2.5小時(shí)，然后對(duì)電池進(jìn)行除氣、熱封、裁邊、整形；電池分容工藝為：1c恒流充到4.2v，再在4.2v下恒流恒壓充電，截止電流為0.05c，然后以1c放電到2.75v，此時(shí)電池放出的容量為電池容量。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

(1)本發(fā)明的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，通過(guò)對(duì)電池極片結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而能夠顯著提高電池的安全性能，滿(mǎn)足現(xiàn)有綠色電力汽車(chē)的使用要求。

(2)本發(fā)明的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵兀湔龢O極片的過(guò)渡區(qū)與第一涂覆區(qū)及第二涂覆區(qū)之間均為間斷式連接，且過(guò)渡區(qū)、第一涂覆區(qū)及第二涂覆區(qū)的正反面均勻涂覆有正極材料層，從而保證電池在正常情況下能夠進(jìn)行正常充放電過(guò)程，而當(dāng)電池承受外界針刺、短路、擠壓、沖擊等時(shí)電芯內(nèi)部發(fā)生短路，短路瞬間電流較大達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，使正極極片從過(guò)渡區(qū)斷裂，從而使電池部分失效，大大提高了鋰離子電池的安全性能。

(3)本發(fā)明的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，其正極極片的過(guò)渡區(qū)與第一涂覆區(qū)及第二涂覆區(qū)之間均連續(xù)相連，過(guò)渡區(qū)的正反面均勻涂覆有al2o3涂層，同時(shí)負(fù)極極片上設(shè)有與正極極片過(guò)渡區(qū)相對(duì)應(yīng)的空箔區(qū)，因此當(dāng)電池在擠壓或者針刺或者沖擊時(shí)，正極過(guò)渡區(qū)鋁箔與負(fù)極空箔區(qū)銅箔發(fā)生短路，將電池內(nèi)部的容量迅速散發(fā)，而正極涂覆的三氧化二鋁也能起到降低電池內(nèi)部溫度，阻止燃燒的作用，從而顯著提高了電池的安全性能。

(4)本發(fā)明的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，通過(guò)對(duì)正極極片過(guò)渡區(qū)與第一涂覆區(qū)、第二涂覆區(qū)之間相鄰連接段的間距或過(guò)渡區(qū)的尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而既能夠有效保證電池的正常使用性能，又能提高其安全性能，防止電池內(nèi)部短路時(shí)發(fā)生爆炸。

(5)本發(fā)明的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，通過(guò)正極過(guò)渡區(qū)及負(fù)極空箔區(qū)的設(shè)置還能夠形成緩沖空間，在保證電池具有較高能量密度的情況下能夠有效緩沖極片材料體積膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力，從而提高電池的電性能。所述正極過(guò)渡區(qū)及負(fù)極空箔區(qū)的設(shè)置還能夠形成散熱空間，大大提高了電池的散熱能力，有利于防止電池內(nèi)部短路現(xiàn)象的發(fā)生，從而進(jìn)一步提高了電池的電性能。

(6)本發(fā)明的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵氐闹苽浞椒?，采用該方法制備所得三元?jiǎng)恿﹄姵赝瑫r(shí)具有優(yōu)異的電性能和安全性能，能夠滿(mǎn)足目前人們對(duì)各種電車(chē)等的大容量與安全的要求。

(7)本發(fā)明的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵氐闹苽浞椒ǎㄟ^(guò)對(duì)正極材料與負(fù)極材料的組分、配比及其他工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而可以有效保證所得電池具有優(yōu)異的充放電性能及使用性能。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1-3的三元?jiǎng)恿﹄姵氐慕Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例1-3的正極極片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例4和5的三元?jiǎng)恿﹄姵氐慕Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實(shí)施例4和5的正極極片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為實(shí)施例6的正極極片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為實(shí)施例6的負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為實(shí)施例8的正極極片的結(jié)構(gòu)示意圖。

示意圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1、負(fù)極極片；101、負(fù)極極耳；102、第三涂覆區(qū)；103、第四涂覆區(qū)；104、空箔區(qū)；2、正極極片；201、正極極耳；202、第一涂覆區(qū)；203、第二涂覆區(qū)；204、過(guò)渡區(qū)。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。值得說(shuō)明的是，本發(fā)明中正極材料層由正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑組成，其中按質(zhì)量百分比計(jì)，正極活性物質(zhì)占92％～95％，粘結(jié)劑占2％～4％，導(dǎo)電劑占2％～8％。更優(yōu)選的，導(dǎo)電劑由如下質(zhì)量百分比的組分組成：超導(dǎo)碳1％～3％、導(dǎo)電石墨1％～3％、碳納米管0％～2％。負(fù)極材料層由負(fù)極活性材料、導(dǎo)電劑、增稠劑和粘結(jié)劑組成，按質(zhì)量百分比計(jì)，負(fù)極活性材料占92％～95％，導(dǎo)電劑占1％～5％，增稠劑占1％～2％，粘結(jié)劑占2％～4％，更優(yōu)選的，導(dǎo)電劑由如下質(zhì)量百分比的組分組成：導(dǎo)電炭黑1％～3％、導(dǎo)電石墨0％～2％。所述的電解液為六氟磷酸鋰、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸丙乙酯中的一種或幾種的混合物，由于篇幅有限，下面僅列舉部分實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，包括正極極片2、負(fù)極極片1、隔膜、電解液和電池殼體，其中，正極極片2、負(fù)極極片1和隔膜形成隔膜/負(fù)極/隔膜/正極疊片式結(jié)構(gòu)電池芯。上述隔膜采用聚乙烯+陶瓷涂覆隔膜，該隔膜厚度為15μm；所述電解液為六氟磷酸鋰，所述的電池殼體由鋁塑膜包裝而成。

上述電池正極極片2包括正極集流體，正極集流體采用厚度為25μm的鋁箔，如圖2所示，該正極集流體包括第一涂覆區(qū)202、第二涂覆區(qū)203以及第一涂覆區(qū)202與第二涂覆區(qū)203之間的過(guò)渡區(qū)204(第一涂覆區(qū)202、第二涂覆區(qū)203及過(guò)渡區(qū)204沿電池橫向依次分布，即通過(guò)過(guò)渡區(qū)204將正極極片分隔為橫向分布的三個(gè)區(qū)域)。本實(shí)施例中第一涂覆區(qū)202與第二涂覆區(qū)203關(guān)于過(guò)渡區(qū)204對(duì)稱(chēng)設(shè)置，該過(guò)渡區(qū)204與第一涂覆區(qū)202及第二涂覆區(qū)203之間均為間斷式連接，且相鄰連接段之間的間隔距離為2mm。上述第一涂覆區(qū)202、第二涂覆區(qū)203及過(guò)渡區(qū)204的正反面均設(shè)有正極材料層，且正極材料層的厚度為110μm。本實(shí)施例中，所述的正極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：鎳鈷錳酸鋰92％、超導(dǎo)碳3％、導(dǎo)電石墨1％、碳納米管1％、聚偏氟乙烯3％。

本實(shí)施例的負(fù)極極片1包括負(fù)極集流體，負(fù)極集流體采用厚度為10μm的銅箔，該負(fù)極集流體的正反面均勻涂覆有負(fù)極材料層，負(fù)極材料層的厚度為125μm，該負(fù)極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：負(fù)極活性材料93％、導(dǎo)電炭黑2％、增稠劑2％，粘結(jié)劑占3％。

針對(duì)現(xiàn)有三元?jiǎng)恿﹄姵氐陌踩阅芟鄬?duì)較差，通常是通過(guò)犧牲電池容量來(lái)保證其安全性能，從而難以滿(mǎn)足綠色能源汽車(chē)的使用要求的不足，本實(shí)施例通過(guò)對(duì)電池正極極片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，即通過(guò)過(guò)渡區(qū)204將正極極片分隔為三個(gè)區(qū)域，且過(guò)渡區(qū)204與涂覆區(qū)之間均為間斷式(斷續(xù))連接，從而在保證大容量的前提下，顯著提高了鋰離子電池的安全性能。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，鋰離子電池在正常情況下能夠進(jìn)行正常充放電過(guò)程，而當(dāng)電池承受外界針刺、短路、擠壓、沖擊等時(shí)電芯內(nèi)部發(fā)生短路，短路瞬間電流較大達(dá)到一定數(shù)值時(shí)(達(dá)到12a/mm²時(shí))，使正極極片從過(guò)渡區(qū)204斷裂，從而使電池部分失效，大大提高了電池的安全性能，且同時(shí)不會(huì)影響其正常使用。

此外，上述過(guò)渡區(qū)204與涂覆區(qū)連接處相鄰連接段的間隔尺寸對(duì)于提高電池安全性能，并保證其正常使用至關(guān)重要。當(dāng)上述間隔距離過(guò)小時(shí)，電池在承受外界針刺、短路、擠壓、沖擊等而發(fā)生電芯內(nèi)部短路時(shí)難以從過(guò)渡區(qū)204處斷裂，從而導(dǎo)致電池安全性能無(wú)法得到有效提高；而當(dāng)上述間隔距離過(guò)大時(shí)，則電池在小電流作用下即可能發(fā)生斷裂，從而影響其正常使用。發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)對(duì)過(guò)渡區(qū)204與涂覆區(qū)連接處相鄰連接段的間隔尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而既能保證電池的正常使用性能，又能提高其安全性能，防止電池內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)發(fā)生爆炸。

同時(shí)，發(fā)明人還通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)對(duì)電池正極和負(fù)極材料的組分、配比及電池制備的具體工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而進(jìn)一步保證了電池的安全使用性能和電性能，保證其同時(shí)具有大容量和優(yōu)良的安全性能，能夠滿(mǎn)足人們的使用需求。

本實(shí)施例的上述軟包三元?jiǎng)恿﹄姵氐闹苽浞椒?，包括以下步驟：

步驟一、漿料的制備

(1)正極材料漿料的制備：以n-甲基吡咯烷酮為溶劑配置正極漿料，將粘結(jié)劑加入n-甲基吡咯烷酮中，在有循環(huán)水冷卻的條件下進(jìn)行真空攪拌3小時(shí)，然后加入混合均勻的鎳鈷錳酸鋰和導(dǎo)電劑的混合物，加完料攪拌3小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩2次，即得到正極材料漿料，該正極材料漿料的固含量為60％。在漿料制備前，將鎳鈷錳酸鋰置于150℃烘烤12小時(shí)，將導(dǎo)電劑置于120℃烘烤6小時(shí)。

(2)負(fù)極材料漿料的制備：以去離子水為介質(zhì)制備負(fù)極漿料，將增稠劑加入去離子水中攪拌3小時(shí)，隨后加入導(dǎo)電劑攪拌2小時(shí)，以使導(dǎo)電劑得到完全分散，再加入負(fù)極活性材料攪拌2小時(shí)，隨后加入粘接劑攪拌3小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩即得到負(fù)極材料漿料，該負(fù)極材料漿料的固含量為44％；

步驟二、正負(fù)極涂布

將正極材料漿料均勻涂覆于第一涂覆區(qū)202、第二涂覆區(qū)203及過(guò)渡區(qū)204的正反兩面，并預(yù)留正極極耳201位，正極涂布面密度為35mg/cm²，正極涂布完成后置于120℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；將負(fù)極材料漿料均勻涂覆于負(fù)極集流體的正反兩面，并預(yù)留負(fù)極極耳101位，負(fù)極涂布面密度為20mg/cm²，負(fù)極涂布完成后置于87℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；

步驟三、極片輥壓和切割

將涂布后的正極和負(fù)極極片進(jìn)行輥壓處理，正極壓實(shí)密度為3.5g/cm³，負(fù)極壓實(shí)密度為1.4g/cm³，然后根據(jù)電池極片的制作規(guī)格把輥壓好的正負(fù)極片進(jìn)行激光切割，激光切割時(shí)準(zhǔn)確預(yù)留正極極片過(guò)渡區(qū)204與涂覆區(qū)的連接部位和正負(fù)極極耳位置；

步驟四、極片烘烤

將切割好的極片置于真空狀態(tài)下進(jìn)行烘烤，正極極片在100℃溫度下烘烤12小時(shí)，負(fù)極極片在溫度為100℃下烘烤12小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔4小時(shí)連續(xù)抽放氬氣3次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放氬氣3次，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出極片進(jìn)行后續(xù)工序；

步驟五、電池芯的制備

將烘烤后的正極極片2、負(fù)極極片1和隔膜進(jìn)行疊合，形成隔膜/負(fù)極/隔膜/正極疊片式結(jié)構(gòu)電芯；

步驟六、正負(fù)極極耳焊接、電芯入殼及封裝

根據(jù)電池設(shè)計(jì)采用超聲焊將正極極耳201和負(fù)極極耳101分別焊接于正負(fù)極極片預(yù)留集流體上，然后把電芯裝入沖好的電池殼體中，在溫度為150℃、壓力為0.4mpa、時(shí)間為5秒條件下用封口機(jī)熱封電池頂部和其中一側(cè)邊；

步驟七、電芯烘烤及電池注液

在80℃真空狀態(tài)下烘烤電芯24小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔6小時(shí)連續(xù)抽放氬氣2次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放5次氬氣，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出電芯進(jìn)行注液工序，然后熱封電池另一側(cè)邊，隨后擱置電池24小時(shí)；

步驟八、電池化成和分容

采用限時(shí)化成，化成工藝為：0.05c充電5小時(shí)，+0.1c充電4小時(shí)，+0.2c充電2.5小時(shí)，然后對(duì)電池進(jìn)行除氣、熱封、裁邊、整形；電池分容工藝為：1c恒流充到4.2v，再在4.2v下恒流恒壓充電，截止電流為0.05c，然后以1c放電到2.75v，此時(shí)電池放出的容量為電池容量。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，其結(jié)構(gòu)基本同實(shí)施例1，其區(qū)別主要在于：如圖1、圖2所示，所述過(guò)渡區(qū)204將電池正極極片分隔為橫向均勻分布的三段區(qū)域，該過(guò)渡區(qū)204的寬度與第一涂覆區(qū)202、第二涂覆區(qū)203寬度相同，且過(guò)渡區(qū)204與第一涂覆區(qū)202、第二涂覆區(qū)203連接處相鄰連接段之間的間距為3mm。所述隔膜采用厚度為15μm的聚丙烯+陶瓷涂覆隔膜；所述電解液為六氟磷酸鋰和碳酸甲乙酯的混合物，正極集流體采用厚度為12μm的鋁箔，正極材料層的厚度為120μm；負(fù)極集流體采用厚度為10μm的銅箔，負(fù)極材料層的厚度為130μm。

本實(shí)施例中，所述的正極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：鎳鈷錳酸鋰92％、超導(dǎo)碳3％、導(dǎo)電石墨1％、聚偏氟乙烯4％。所述負(fù)極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：人造石墨93.8％、導(dǎo)電炭黑2％、羧甲基纖維素1.2％、丁苯橡膠3％。

本實(shí)施例的上述軟包三元?jiǎng)恿﹄姵氐闹苽浞椒ǎㄒ韵虏襟E：

步驟一、漿料的制備

(1)正極材料漿料的制備：以n-甲基吡咯烷酮為溶劑配置正極漿料，將粘結(jié)劑加入n-甲基吡咯烷酮中，在有循環(huán)水冷卻的條件下進(jìn)行真空攪拌2.5小時(shí)，然后加入混合均勻的鎳鈷錳酸鋰和導(dǎo)電劑的混合物，加完料攪拌3小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩2次，即得到正極材料漿料，該正極材料漿料的固含量為60％。在漿料制備前，磷酸鐵鋰導(dǎo)電劑均需在120℃烘烤12小時(shí)，導(dǎo)電劑需在120℃烘烤5小時(shí)。

(2)負(fù)極材料漿料的制備：以去離子水為介質(zhì)制備負(fù)極漿料，將增稠劑加入去離子水中攪拌1小時(shí)，隨后加入導(dǎo)電劑攪拌2.5小時(shí)，再加入負(fù)極活性材料攪拌2小時(shí)，隨后加入粘接劑攪拌3小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩1次，即得到負(fù)極材料漿料，該負(fù)極材料漿料的固含量為38％；

步驟二、正負(fù)極涂布

將正極材料漿料均勻涂覆于第一涂覆區(qū)202、第二涂覆區(qū)203和過(guò)渡區(qū)204的正反兩面，并預(yù)留正極極耳201位，正極涂布面密度為25mg/cm²，正極涂布完成后置于95℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；將負(fù)極材料漿料均勻涂覆于負(fù)極集流體的正反兩面，并預(yù)留負(fù)極極耳101位，負(fù)極涂布面密度為13.6mg/cm²，負(fù)極涂布完成后置于70℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；

步驟三、極片輥壓和切割

將涂布后的正極和負(fù)極極片進(jìn)行輥壓處理，正極壓實(shí)密度為3.0g/cm³，負(fù)極壓實(shí)密度為1.2g/cm³，然后根據(jù)電池極片的制作規(guī)格把輥壓好的正負(fù)極片進(jìn)行激光切割，激光切割時(shí)準(zhǔn)確預(yù)留正極極片過(guò)渡區(qū)204與涂覆區(qū)的連接部位和正負(fù)極極耳位置；

步驟四、極片烘烤

將切割好的極片置于真空狀態(tài)下進(jìn)行烘烤，正極極片在100℃溫度下烘烤12小時(shí)，負(fù)極極片在溫度為80℃下烘烤10小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔2小時(shí)連續(xù)抽放氬氣3次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放氬氣3次，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出極片進(jìn)行后續(xù)工序；

步驟五、電池芯的制備

將烘烤后的正極極片2、負(fù)極極片1和隔膜進(jìn)行疊合，形成隔膜/負(fù)極/隔膜/正極疊片式結(jié)構(gòu)電芯；

步驟六、正負(fù)極極耳焊接、電芯入殼及封裝

根據(jù)電池設(shè)計(jì)要求將正極極耳201和負(fù)極極耳101分別焊接于正負(fù)極極片預(yù)留集流體上，然后把電芯裝入沖好的電池殼體中，在溫度為150℃、壓力為0.2mpa、時(shí)間為5秒條件下用封口機(jī)熱封電池頂部和其中一側(cè)邊；

步驟七、電芯烘烤及電池注液

在80℃真空狀態(tài)下烘烤電芯24小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔4小時(shí)連續(xù)抽放氬氣2次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放3次氬氣，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出電芯進(jìn)行注液工序，然后熱封電池另一側(cè)邊，隨后擱置電池24小時(shí)；

步驟八、電池化成和分容

采用限時(shí)化成，化成工藝為：0.05c充電5小時(shí)，+0.1c充電4小時(shí)，+0.2c充電2.5小時(shí)，然后對(duì)電池進(jìn)行除氣、熱封、裁邊、整形；電池分容工藝為：1c恒流充到4.2v，再在4.2v下恒流恒壓充電，截止電流為0.05c，然后以1c放電到2.75v，此時(shí)電池放出的容量為電池容量。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，其結(jié)構(gòu)基本同實(shí)施例1，其區(qū)別主要在于：所述隔膜采用厚度為25μm的聚丙烯+聚乙烯+聚丙烯三層膜；所述電解液為六氟磷酸鋰，正極集流體采用厚度為25μm的鋁箔；所述過(guò)渡區(qū)204與涂覆區(qū)之間相鄰連接段的間距為2.5mm。

本實(shí)施例的正極材料層的厚度為110μm，該正極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：鎳鈷錳酸鋰95％、超導(dǎo)碳1％、導(dǎo)電石墨1％、聚偏氟乙烯3％。所述負(fù)極集流體采用厚度為15μm的銅箔，負(fù)極集流體表面負(fù)極材料層的厚度為123μm，該負(fù)極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：天然石墨95％、導(dǎo)電炭黑1％、丁苯橡膠2％、羧甲基纖維素鈉2％。

本實(shí)施例的上述軟包三元?jiǎng)恿﹄姵氐闹苽浞椒?，包括以下步驟：

步驟一、漿料的制備

(1)正極材料漿料的制備：以n-甲基吡咯烷酮為溶劑配置正極漿料，將粘結(jié)劑加入n-甲基吡咯烷酮中，在有循環(huán)水冷卻的條件下進(jìn)行真空攪拌3小時(shí)，然后加入混合均勻的鎳鈷錳酸鋰和導(dǎo)電劑的混合物，加完料攪拌4小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩1次，即得到正極材料漿料，該正極材料漿料的固含量為68％。在漿料制備前，磷酸鐵鋰導(dǎo)電劑均需在135℃烘烤22小時(shí)，導(dǎo)電劑需在140℃烘烤4小時(shí)。

(2)負(fù)極材料漿料的制備：以去離子水為介質(zhì)制備負(fù)極漿料，將增稠劑加入去離子水中攪拌2小時(shí)，隨后加入導(dǎo)電劑攪拌3小時(shí)，以使導(dǎo)電劑得到完全分散，再加入負(fù)極活性材料攪拌3.5小時(shí)，隨后加入粘接劑攪拌2小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩即得到負(fù)極材料漿料，該負(fù)極材料漿料的固含量為42％；

步驟二、正負(fù)極涂布

將正極材料漿料均勻涂覆于正極集流體的正反兩面，并預(yù)留正極極耳201位，正極涂布面密度為28mg/cm²，正極涂布完成后置于98℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；將負(fù)極材料漿料均勻涂覆于負(fù)極集流體的正反兩面，并預(yù)留負(fù)極極耳101位，負(fù)極涂布面密度為16.8mgmg/cm²，負(fù)極涂布完成后置于108℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；

步驟三、極片輥壓和切割

將涂布后的正極和負(fù)極極片進(jìn)行輥壓處理，正極壓實(shí)密度為3.3g/cm³，負(fù)極壓實(shí)密度為1.4g/cm³，然后根據(jù)電池極片的制作規(guī)格把輥壓好的正負(fù)極片進(jìn)行激光切割，激光切割時(shí)準(zhǔn)確預(yù)留正極極片過(guò)渡區(qū)204與涂覆區(qū)的連接部位和正負(fù)極極耳位置；

步驟四、極片烘烤

將切割好的極片置于真空狀態(tài)下進(jìn)行烘烤，正極極片在105℃溫度下烘烤11小時(shí)，負(fù)極極片在溫度為100℃下烘烤12小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔3小時(shí)連續(xù)抽放氬氣4次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放氬氣4次，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出極片進(jìn)行后續(xù)工序；

步驟五、電池芯的制備

將烘烤后的正極極片2、負(fù)極極片1和隔膜進(jìn)行疊合，形成隔膜/負(fù)極/隔膜/正極疊片式結(jié)構(gòu)電芯；

步驟六、正負(fù)極極耳焊接、電芯入殼及封裝

根據(jù)電池設(shè)計(jì)要求將正極極耳201和負(fù)極極耳101分別焊接于正負(fù)極極片預(yù)留集流體上，然后把電芯裝入沖好的電池殼體中，在溫度為175℃、壓力為0.4mpa、時(shí)間為10秒條件下用封口機(jī)熱封電池頂部和其中一側(cè)邊；

步驟七、電芯烘烤及電池注液

在95℃真空狀態(tài)下烘烤電芯24小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔5小時(shí)連續(xù)抽放氬氣4次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放5次氬氣，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出電芯進(jìn)行注液工序，然后熱封電池另一側(cè)邊，隨后擱置電池24小時(shí)；

步驟八、電池化成和分容

采用限時(shí)化成，化成工藝為：0.05c充電5小時(shí)，+0.1c充電4小時(shí)，+0.2c充電2.5小時(shí)，然后對(duì)電池進(jìn)行除氣、熱封、裁邊、整形；電池分容工藝為：1c恒流充到4.2v，再在4.2v下恒流恒壓充電，截止電流為0.05c，然后以1c放電到2.75v，此時(shí)電池放出的容量為電池容量。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，其結(jié)構(gòu)基本同實(shí)施例1，其區(qū)別主要在于：如圖3、圖4所示，本實(shí)施例中過(guò)渡區(qū)204將電池正極極片分隔為縱向分布的三個(gè)區(qū)域(即第一涂覆區(qū)202、過(guò)渡區(qū)204和第二涂覆區(qū)203沿電池正極極片縱向依次分布)，所述隔膜采用厚度為20μm的聚乙烯+陶瓷隔膜，所述電解液為碳酸乙烯酯，正極集流體采用厚度為22μm的鋁箔，所述過(guò)渡區(qū)204與涂覆區(qū)之間相鄰連接段的間距為2mm。

本實(shí)施例的正極材料層的厚度為113μm，該正極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：鎳鈷錳酸鋰94％、超導(dǎo)碳1％、導(dǎo)電石墨1％、碳納米管2％、聚偏氟乙烯2％。所述負(fù)極集流體采用厚度為15μm的銅箔，負(fù)極集流體表面負(fù)極材料層的厚度為130μm，該負(fù)極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：天然石墨92％、導(dǎo)電炭黑3％、導(dǎo)電石墨2％、丁苯橡膠2％、羧甲基纖維素鈉1％。

本實(shí)施例的上述軟包三元?jiǎng)恿﹄姵氐闹苽浞椒ǎㄒ韵虏襟E：

步驟一、漿料的制備

(1)正極材料漿料的制備：以n-甲基吡咯烷酮為溶劑配置正極漿料，將粘結(jié)劑加入n-甲基吡咯烷酮中，在有循環(huán)水冷卻的條件下進(jìn)行真空攪拌2小時(shí)，然后加入混合均勻的鎳鈷錳酸鋰和導(dǎo)電劑的混合物，加完料攪拌3.5小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩2次，即得到正極材料漿料，該正極材料漿料的固含量為75％。在漿料制備前，磷酸鐵鋰導(dǎo)電劑均需在150℃烘烤24小時(shí)，導(dǎo)電劑需在145℃烘烤6小時(shí)。

(2)負(fù)極材料漿料的制備：以去離子水為介質(zhì)制備負(fù)極漿料，將增稠劑加入去離子水中攪拌3小時(shí)，隨后加入導(dǎo)電劑攪拌4小時(shí)，以使導(dǎo)電劑得到完全分散，再加入負(fù)極活性材料攪拌5小時(shí)，隨后加入粘接劑攪拌2.5小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩即得到負(fù)極材料漿料，該負(fù)極材料漿料的固含量為50％；

步驟二、正負(fù)極涂布

將正極材料漿料均勻涂覆于正極集流體的正反兩面，并預(yù)留正極極耳201位，正極涂布面密度為38mg/cm²，正極涂布完成后置于120℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；將負(fù)極材料漿料均勻涂覆于負(fù)極集流體的正反兩面，并預(yù)留負(fù)極極耳101位，負(fù)極涂布面密度為22mgmg/cm²，負(fù)極涂布完成后置于110℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；

步驟三、極片輥壓和切割

將涂布后的正極和負(fù)極極片進(jìn)行輥壓處理，正極壓實(shí)密度為3.8g/cm³，負(fù)極壓實(shí)密度為1.6g/cm³，然后根據(jù)電池極片的制作規(guī)格把輥壓好的正負(fù)極片進(jìn)行激光切割，激光切割時(shí)準(zhǔn)確預(yù)留正極極片過(guò)渡區(qū)204與涂覆區(qū)的連接部位和正負(fù)極極耳位置；

步驟四、極片烘烤

將切割好的極片置于真空狀態(tài)下進(jìn)行烘烤，正極極片在130℃溫度下烘烤10小時(shí)，負(fù)極極片在溫度為95℃下烘烤11小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔4小時(shí)連續(xù)抽放氬氣5次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放氬氣4次，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出極片進(jìn)行后續(xù)工序；

步驟五、電池芯的制備

將烘烤后的正極極片2、負(fù)極極片1和隔膜進(jìn)行疊合，形成隔膜/負(fù)極/隔膜/正極疊片式結(jié)構(gòu)電芯；

步驟六、正負(fù)極極耳焊接、電芯入殼及封裝

根據(jù)電池設(shè)計(jì)要求將正極極耳201和負(fù)極極耳101分別焊接于正負(fù)極極片預(yù)留集流體上，然后把電芯裝入沖好的電池殼體中，在溫度為250℃、壓力為0.3mpa、時(shí)間為8秒條件下用封口機(jī)熱封電池頂部和其中一側(cè)邊；

步驟七、電芯烘烤及電池注液

在120℃真空狀態(tài)下烘烤電芯24小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔6小時(shí)連續(xù)抽放氬氣3次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放4次氬氣，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出電芯進(jìn)行注液工序，然后熱封電池另一側(cè)邊，隨后擱置電池24小時(shí)；

步驟八、電池化成和分容

采用限時(shí)化成，化成工藝為：0.05c充電5小時(shí)，+0.1c充電4小時(shí)，+0.2c充電2.5小時(shí)，然后對(duì)電池進(jìn)行除氣、熱封、裁邊、整形；電池分容工藝為：1c恒流充到4.2v，再在4.2v下恒流恒壓充電，截止電流為0.05c，然后以1c放電到2.75v，此時(shí)電池放出的容量為電池容量。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，其結(jié)構(gòu)基本同實(shí)施例4，其區(qū)別主要在于：所述隔膜采用厚度為23μm的無(wú)紡布隔膜，所述電解液為碳酸二甲酯，正極集流體采用厚度為20μm的鋁箔，所述過(guò)渡區(qū)204與涂覆區(qū)之間相鄰連接段的間距為2.5mm。

本實(shí)施例的正極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：鎳鈷錳酸鋰93％、超導(dǎo)碳2％、導(dǎo)電石墨2％、碳納米管1％、聚偏氟乙烯2％。所述負(fù)極集流體采用厚度為15μm的銅箔，負(fù)極集流體表面負(fù)極材料層的厚度為120μm，該負(fù)極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：天然石墨93％、導(dǎo)電炭黑1％、導(dǎo)電石墨1％、丁苯橡膠4％、羧甲基纖維素鈉1％。

本實(shí)施例的上述軟包三元?jiǎng)恿﹄姵氐闹苽浞椒?，包括以下步驟：

步驟一、漿料的制備

(1)正極材料漿料的制備：以n-甲基吡咯烷酮為溶劑配置正極漿料，將粘結(jié)劑加入n-甲基吡咯烷酮中，在有循環(huán)水冷卻的條件下進(jìn)行真空攪拌2.7小時(shí)，然后加入混合均勻的鎳鈷錳酸鋰和導(dǎo)電劑的混合物，加完料攪拌6小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩即得到正極材料漿料，該正極材料漿料的固含量為72％。在漿料制備前，磷酸鐵鋰導(dǎo)電劑均需在145℃烘烤18小時(shí)，導(dǎo)電劑需在150℃烘烤5.5小時(shí)。

(2)負(fù)極材料漿料的制備：以去離子水為介質(zhì)制備負(fù)極漿料，將增稠劑加入去離子水中攪拌2.5小時(shí)，隨后加入導(dǎo)電劑攪拌2小時(shí)，以使導(dǎo)電劑得到完全分散，再加入負(fù)極活性材料攪拌4.5小時(shí)，隨后加入粘接劑攪拌3小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩2次，即得到負(fù)極材料漿料，該負(fù)極材料漿料的固含量為46％；

步驟二、正負(fù)極涂布

將正極材料漿料均勻涂覆于正極集流體的正反兩面，并預(yù)留正極極耳201位，正極涂布面密度為36mg/cm²，正極涂布完成后置于110℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；將負(fù)極材料漿料均勻涂覆于負(fù)極集流體的正反兩面，并預(yù)留負(fù)極極耳101位，負(fù)極涂布面密度為20mgmg/cm²，負(fù)極涂布完成后置于90℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；

步驟三、極片輥壓和切割

將涂布后的正極和負(fù)極極片進(jìn)行輥壓處理，正極壓實(shí)密度為3.5g/cm³，負(fù)極壓實(shí)密度為1.4g/cm³，然后根據(jù)電池極片的制作規(guī)格把輥壓好的正負(fù)極片進(jìn)行激光切割，激光切割時(shí)準(zhǔn)確預(yù)留正極極片過(guò)渡區(qū)204與涂覆區(qū)的連接部位和正負(fù)極極耳位置；

步驟四、極片烘烤

將切割好的極片置于真空狀態(tài)下進(jìn)行烘烤，正極極片在122℃溫度下烘烤10.5小時(shí)，負(fù)極極片在溫度為98℃下烘烤10.5小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔3.5小時(shí)連續(xù)抽放氬氣3次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放氬氣4次，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出極片進(jìn)行后續(xù)工序；

步驟五、電池芯的制備

將烘烤后的正極極片2、負(fù)極極片1和隔膜進(jìn)行疊合，形成隔膜/負(fù)極/隔膜/正極疊片式結(jié)構(gòu)電芯；

步驟六、正負(fù)極極耳焊接、電芯入殼及封裝

根據(jù)電池設(shè)計(jì)要求將正極極耳201和負(fù)極極耳101分別焊接于正負(fù)極極片預(yù)留集流體上，然后把電芯裝入沖好的電池殼體中，在溫度為225℃、壓力為0.5mpa、時(shí)間為7秒條件下用封口機(jī)熱封電池頂部和其中一側(cè)邊；

步驟七、電芯烘烤及電池注液

在105℃真空狀態(tài)下烘烤電芯24小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔6小時(shí)連續(xù)抽放氬氣2次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放3次氬氣，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出電芯進(jìn)行注液工序，然后熱封電池另一側(cè)邊，隨后擱置電池24小時(shí)；

步驟八、電池化成和分容

采用限時(shí)化成，化成工藝為：0.05c充電5小時(shí)，+0.1c充電4小時(shí)，+0.2c充電2.5小時(shí)，然后對(duì)電池進(jìn)行除氣、熱封、裁邊、整形；電池分容工藝為：1c恒流充到4.2v，再在4.2v下恒流恒壓充電，截止電流為0.05c，然后以1c放電到2.75v，此時(shí)電池放出的容量為電池容量。

實(shí)施例6

本實(shí)施例的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，其結(jié)構(gòu)基本同實(shí)施例1，其區(qū)別主要在于：如圖5所示，本實(shí)施例中過(guò)渡區(qū)204與第一涂覆區(qū)202及第二涂覆區(qū)203之間均連續(xù)相連，且過(guò)渡區(qū)204的正反面均勻涂覆有al2o3涂層，如圖6所示，本實(shí)施例的負(fù)極極片也對(duì)應(yīng)包括沿橫向分布的第三涂覆區(qū)102、空箔區(qū)104和第四涂覆區(qū)103，空箔區(qū)104的位置及尺寸與過(guò)渡區(qū)204相對(duì)應(yīng)，且第三涂覆區(qū)102與第四涂覆區(qū)103的正反面均勻涂覆有負(fù)極材料層。本實(shí)施例中過(guò)渡區(qū)204的寬度為正極極片2總寬度的1/4。所述隔膜采用厚度為20μm的無(wú)紡布隔膜；所述電解液為碳酸丙乙酯，正極集流體采用厚度為22μm的鋁箔。

本實(shí)施例中通過(guò)對(duì)正負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，即通過(guò)正極極片過(guò)渡區(qū)204及負(fù)極極片空箔區(qū)104的設(shè)置，從而保證電池在擠壓或者針刺或者沖擊時(shí)，正極過(guò)渡區(qū)鋁箔與負(fù)極空箔區(qū)銅箔發(fā)生短路，將電池內(nèi)部的容量迅速散發(fā)，而正極涂覆的三氧化二鋁能起到降低電池內(nèi)部溫度，阻止燃燒的作用，從而顯著提高了電池的安全性能。通過(guò)正極過(guò)渡區(qū)204及負(fù)極空箔區(qū)104的設(shè)置還能夠形成緩沖空間，在保證電池具有較高能量密度的情況下能夠有效緩沖極片材料體積膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力，從而提高電池的電性能。同時(shí)正極過(guò)渡區(qū)及負(fù)極空箔區(qū)的設(shè)置還能夠形成散熱空間，大大提高了電池的散熱能力，有利于防止電池內(nèi)部短路現(xiàn)象的發(fā)生，從而進(jìn)一步提高了電池的電性能。

此外，本實(shí)施例中正極極片過(guò)渡區(qū)204的寬度至關(guān)重要，發(fā)明人通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)對(duì)過(guò)渡區(qū)204的寬度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)過(guò)渡區(qū)204的寬度為正極極片2總寬度的1/4時(shí)，能夠有效實(shí)現(xiàn)電池安全性能與正常使用性能(如導(dǎo)電性能)的最佳配合，但當(dāng)該寬度為正極極片2總寬度的1/5-1/4時(shí)，也能夠滿(mǎn)足要求。

所述的正極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：鎳鈷錳酸鋰93％、超導(dǎo)碳1％、導(dǎo)電石墨3％、碳納米管1％、聚偏氟乙烯2％。所述負(fù)極集流體采用厚度為13μm的銅箔，負(fù)極集流體表面負(fù)極材料層的厚度為，該負(fù)極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：硬碳材料93％、導(dǎo)電炭黑3％、導(dǎo)電石墨1％、丁苯橡膠2％、羧甲基纖維素鈉1％。

本實(shí)施例的上述軟包三元?jiǎng)恿﹄姵氐闹苽浞椒?，包括以下步驟：

步驟一、漿料的制備

(1)正極材料漿料的制備：以n-甲基吡咯烷酮為溶劑配置正極漿料，將粘結(jié)劑加入n-甲基吡咯烷酮中，在有循環(huán)水冷卻的條件下進(jìn)行真空攪拌2.2小時(shí)，然后加入混合均勻的鎳鈷錳酸鋰和導(dǎo)電劑的混合物，加完料攪拌5小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩1次即得到正極材料漿料，該正極材料漿料的固含量為70％。在漿料制備前，磷酸鐵鋰導(dǎo)電劑均需在140℃烘烤14小時(shí)，導(dǎo)電劑需在135℃烘烤4小時(shí)。

(2)負(fù)極材料漿料的制備：以去離子水為介質(zhì)制備負(fù)極漿料，將增稠劑加入去離子水中攪拌3小時(shí)，隨后加入導(dǎo)電劑攪拌2.5小時(shí)，再加入負(fù)極活性材料攪拌2.5小時(shí)，隨后加入粘接劑攪拌2小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩即得到負(fù)極材料漿料，該負(fù)極材料漿料的固含量為44％；

步驟二、正負(fù)極涂布

將正極材料漿料均勻涂覆于正極集流體的第一涂覆區(qū)202和第二涂覆區(qū)203的正反兩面，并預(yù)留正極極耳201位，正極涂布面密度為33mg/cm²，然后在過(guò)渡區(qū)204的正反面均勻涂覆al2o3涂料，正極涂布完成后置于108℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；將負(fù)極材料漿料均勻涂覆于第三涂覆區(qū)102和第四涂覆區(qū)103的正反兩面，并預(yù)留負(fù)極極耳101位，負(fù)極涂布面密度為17mgmg/cm²，負(fù)極涂布完成后置于85℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；

步驟三、極片輥壓和切割

將涂布后的正極和負(fù)極極片進(jìn)行輥壓處理，正極壓實(shí)密度為3.4g/cm³，負(fù)極壓實(shí)密度為1.3g/cm³，然后根據(jù)電池極片的制作規(guī)格把輥壓好的正負(fù)極片進(jìn)行激光切割，激光切割時(shí)準(zhǔn)確預(yù)留正負(fù)極極耳位置；

步驟四、極片烘烤

將切割好的極片置于真空狀態(tài)下進(jìn)行烘烤，正極極片在100℃溫度下烘烤12小時(shí)，負(fù)極極片在溫度為100℃下烘烤12小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔3小時(shí)連續(xù)抽放氬氣4次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放氬氣5次，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出極片進(jìn)行后續(xù)工序；

步驟五、電池芯的制備

將烘烤后的正極極片2、負(fù)極極片1和隔膜進(jìn)行疊合，形成隔膜/負(fù)極/隔膜/正極疊片式結(jié)構(gòu)電芯；

步驟六、正負(fù)極極耳焊接、電芯入殼及封裝

根據(jù)電池設(shè)計(jì)要求將正極極耳201和負(fù)極極耳101分別焊接于正負(fù)極極片預(yù)留集流體上，然后把電芯裝入沖好的電池殼體中，在溫度為175℃、壓力為0.3mpa、時(shí)間為7秒條件下用封口機(jī)熱封電池頂部和其中一側(cè)邊；

步驟七、電芯烘烤及電池注液

在120℃真空狀態(tài)下烘烤電芯24小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔5小時(shí)連續(xù)抽放氬氣4次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放4次氬氣，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出電芯進(jìn)行注液工序，然后熱封電池另一側(cè)邊，隨后擱置電池24小時(shí)；

步驟八、電池化成和分容

采用限時(shí)化成，化成工藝為：0.05c充電5小時(shí)，+0.1c充電4小時(shí)，+0.2c充電2.5小時(shí)，然后對(duì)電池進(jìn)行除氣、熱封、裁邊、整形；電池分容工藝為：1c恒流充到4.2v，再在4.2v下恒流恒壓充電，截止電流為0.05c，然后以1c放電到2.75v，此時(shí)電池放出的容量為電池容量。

實(shí)施例7

本實(shí)施例的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，其結(jié)構(gòu)及制備工藝基本同實(shí)施例2，其區(qū)別主要在于：本實(shí)施例中過(guò)渡區(qū)204與第一涂覆區(qū)202及第二涂覆區(qū)203之間均連續(xù)相連，且過(guò)渡區(qū)204的正反面均勻涂覆有al2o3涂層。本實(shí)施例的負(fù)極極片也對(duì)應(yīng)包括沿橫向分布的第三涂覆區(qū)102、空箔區(qū)104和第四涂覆區(qū)103，空箔區(qū)104的位置及尺寸與過(guò)渡區(qū)204相對(duì)應(yīng)，且第三涂覆區(qū)102與第四涂覆區(qū)103的正反面均勻涂覆有負(fù)極材料層。本實(shí)施例中過(guò)渡區(qū)204的寬度為正極極片2總寬度的1/4。

實(shí)施例8

本實(shí)施例的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵兀浣Y(jié)構(gòu)基本同實(shí)施例6，其區(qū)別主要在于：如圖7所示，本實(shí)施例中第一涂覆區(qū)202、過(guò)渡區(qū)204及第二涂覆區(qū)203沿正極極片縱向依次分布，且過(guò)渡區(qū)204的寬度(指圖7中的縱向距離)為正極極片長(zhǎng)度(圖7中的縱向距離)的1/5，本實(shí)施例的負(fù)極極片也對(duì)應(yīng)包括沿縱向依次分布的第三涂覆區(qū)102、空箔區(qū)104和第四涂覆區(qū)103，空箔區(qū)104的位置及尺寸與過(guò)渡區(qū)204相對(duì)應(yīng)，且第三涂覆區(qū)102與第四涂覆區(qū)103的正反面均勻涂覆有負(fù)極材料層。本實(shí)施例的隔膜厚度為17μm，所述電解液為碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙乙酯的混合物，正極集流體采用厚度為18μm的鋁箔。

本實(shí)施例中，所述的正極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：鎳鈷錳酸鋰92％、超導(dǎo)碳2％、導(dǎo)電石墨2％、聚偏氟乙烯4％。所述負(fù)極集流體采用厚度為14μm的銅箔，負(fù)極集流體表面負(fù)極材料層的厚度為120μm，該負(fù)極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：(天然石墨+中間相碳微球)94％、導(dǎo)電炭黑2％、丁苯橡膠3％、羧甲基纖維素鈉1％。

本實(shí)施例的上述軟包三元?jiǎng)恿﹄姵氐闹苽浞椒?，包括以下步驟：

步驟一、漿料的制備

(1)正極材料漿料的制備：以n-甲基吡咯烷酮為溶劑配置正極漿料，將粘結(jié)劑加入n-甲基吡咯烷酮中，在有循環(huán)水冷卻的條件下進(jìn)行真空攪拌2小時(shí)，然后加入混合均勻的鎳鈷錳酸鋰和導(dǎo)電劑的混合物，加完料攪拌4小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩2次，即得到正極材料漿料，該正極材料漿料的固含量為60％。在漿料制備前，磷酸鐵鋰導(dǎo)電劑均需在150℃烘烤24小時(shí)，導(dǎo)電劑需在120℃烘烤5小時(shí)。

(2)負(fù)極材料漿料的制備：以去離子水為介質(zhì)制備負(fù)極漿料，將增稠劑加入去離子水中攪拌1小時(shí)，隨后加入導(dǎo)電劑攪拌4小時(shí)，再加入負(fù)極活性材料攪拌3小時(shí)，隨后加入粘接劑攪拌3小時(shí)，得到的漿料經(jīng)過(guò)篩即得到負(fù)極材料漿料，該負(fù)極材料漿料的固含量為50％；

步驟二、正負(fù)極涂布

將正極材料漿料均勻涂覆于正極集流體的第一涂覆區(qū)202和第二涂覆區(qū)203的正反兩面，并預(yù)留正極極耳201位，正極涂布面密度為24mg/cm²，然后在過(guò)渡區(qū)204的正反面均勻涂覆al2o3涂料，正極涂布完成后置于120℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；將負(fù)極材料漿料均勻涂覆于第三涂覆區(qū)102和第四涂覆區(qū)103的正反兩面，并預(yù)留負(fù)極極耳101位，負(fù)極涂布面密度為12mgmg/cm²，負(fù)極涂布完成后置于75℃烤箱內(nèi)進(jìn)行烘烤；

步驟三、極片輥壓和切割

將涂布后的正極和負(fù)極極片進(jìn)行輥壓處理，正極壓實(shí)密度為3.2g/cm³，負(fù)極壓實(shí)密度為1.6g/cm³，然后根據(jù)電池極片的制作規(guī)格把輥壓好的正負(fù)極片進(jìn)行激光切割，激光切割時(shí)準(zhǔn)確預(yù)留正負(fù)極極耳位置；

步驟四、極片烘烤

將切割好的極片置于真空狀態(tài)下進(jìn)行烘烤，正極極片在118℃溫度下烘烤10小時(shí)，負(fù)極極片在溫度為80℃下烘烤12小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔2小時(shí)連續(xù)抽放氬氣3次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放氬氣4次，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出極片進(jìn)行后續(xù)工序；

步驟五、電池芯的制備

將烘烤后的正極極片2、負(fù)極極片1和隔膜進(jìn)行疊合，形成隔膜/負(fù)極/隔膜/正極疊片式結(jié)構(gòu)電芯；

步驟六、正負(fù)極極耳焊接、電芯入殼及封裝

根據(jù)電池設(shè)計(jì)要求將正極極耳201和負(fù)極極耳101分別焊接于正負(fù)極極片預(yù)留集流體上，然后把電芯裝入沖好的電池殼體中，在溫度為150℃、壓力為0.2mpa、時(shí)間為5秒條件下用封口機(jī)熱封電池頂部和其中一側(cè)邊；

步驟七、電芯烘烤及電池注液

在120℃真空狀態(tài)下烘烤電芯24小時(shí)，烘烤過(guò)程中每隔6小時(shí)連續(xù)抽放氬氣4次，烘烤結(jié)束后再連續(xù)進(jìn)行抽放3次氬氣，然后在真空狀態(tài)下冷卻極片到45℃以下，取出電芯進(jìn)行注液工序，然后熱封電池另一側(cè)邊，隨后擱置電池24小時(shí)；

步驟八、電池化成和分容

采用限時(shí)化成，化成工藝為：0.05c充電5小時(shí)，+0.1c充電4小時(shí)，+0.2c充電2.5小時(shí)，然后對(duì)電池進(jìn)行除氣、熱封、裁邊、整形；電池分容工藝為：1c恒流充到4.2v，再在4.2v下恒流恒壓充電，截止電流為0.05c，然后以1c放電到2.75v，此時(shí)電池放出的容量為電池容量。

實(shí)施例9

本實(shí)施例的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵兀浣Y(jié)構(gòu)基本同實(shí)施例1，其區(qū)別主要在于：所述的正極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：鎳鈷錳酸鋰95％、導(dǎo)電炭黑1％、碳納米管2％、聚偏氟乙烯2％。所述負(fù)極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：中間相碳微球93％、超導(dǎo)碳2％、丁苯橡膠3％、羧甲基纖維素鈉2％。所述電解液為碳酸二甲酯。

本實(shí)施例的上述軟包三元?jiǎng)恿﹄姵氐闹苽浞椒ǎ渲苽涔に囃瑢?shí)施例1。

實(shí)施例10

本實(shí)施例的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，其結(jié)構(gòu)及制備工藝基本同實(shí)施例6，其區(qū)別主要在于：所述的正極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：鎳鈷錳酸鋰93％、超導(dǎo)碳3％、鱗片石墨1％、聚偏氟乙烯3％。所述負(fù)極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：(天然石墨+中間相碳微球)94％、導(dǎo)電炭黑2％、超導(dǎo)碳1％、丁苯橡膠2％、羧甲基纖維素鈉1％；所述電解液為碳酸二乙酯。

實(shí)施例11

本實(shí)施例的一種軟包三元?jiǎng)恿﹄姵?，其結(jié)構(gòu)及制備工藝基本同實(shí)施例6，其區(qū)別主要在于：所述的正極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：鎳鈷錳酸鋰94％、導(dǎo)電炭黑2％、聚偏氟乙烯4％。所述負(fù)極材料層由如下質(zhì)量百分比的組分組成：天然石墨94％、導(dǎo)電炭黑2％、導(dǎo)電石墨2％、丁苯橡膠2％。所述電解液為碳酸二乙酯和碳酸丙乙酯的混合物。