CN106328988A - 单体电池及其制备方法、以及水壶式电池组的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单体电池及其制备方法、以及水壶式电池组的制作方法，单体电池包括正极、负极、隔膜、电解液和铝塑膜，隔膜间隔于正极和负极之间，铝塑膜包在最外面；正极包括正极集流体和活性物质A层，活性物质A层由活性物质A95%‑99%，导电剂0.5%‑3.0%，粘结剂 0.5%‑2%，活性物质A层面密度为16‑26mg/cm2，厚度为110‑170μm；负极包括负极集流体和活性物质B层，活性物质B层由活性物质B95.0%‑99.0%，导电剂0.5%‑2.0%，增稠剂0‑1.0%，粘结剂0.5‑3.0%，活性物质B层的面密度8‑13mg/cm2，厚度115‑180μm。本发明体积能量密度和倍率性能较高。

Description

单体电池及其制备方法、以及水壶式电池组的制作方法
技术领域
本发明涉及电池制作领域，尤其涉及的是一种用于制作水壶式电池组的单体电池及其制备方法、以及水壶式电池组的制作方法。
背景技术
石油资源的日益枯竭和环境问题的日趋严峻，使得发展清洁的电动交通工具成为我们面临的迫切需求。广义地讲，电动交通工具包括各类纯电动车、混合电动车、电动摩托车、电动自行车等电动车辆。结合我国的国情和动力电池的发展情况，电动自行车已经在现在的绿色交通系统中扮演越来越重要的角色，而电动自行车用电池组作为电动自行车的核心部件将对其性能起到至关重要的作用。
其中水壶式电池组是其中一种很重要的电动自行车用电池组产品，但是目前的水壶式电池组的单体电池基本上都采用的是圆柱式电池，串并联数更多，增加了电池组保持一致性的难度从而影响到电池组的使用寿命；另外水壶外壳的内部空间利用率低，也降低了电池组的体积能量密度。而软包式聚合物锂离子电池由于其自身特点使得其可以设计成不同形状，从而更好的提高空间利用率，提高了电池组的体积能量密度，使得电动自行车的续航里程更长。除此之外，采用叠片工艺制备的聚合物锂离子电池具有倍率性能好、循环性能好和安全性能佳的优点，从而能够提高电动自行车的极限速度和爬坡能力以及电动自行车电池组的使用寿命和安全性能。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种体积能量密度和倍率性能较高的单体电池及其制备方法、以及水壶式电池组的制作方法。
本发明的技术方案如下：一种用于制作水壶式电池组的单体电池，包括正极、负极、隔膜、电解液和铝塑膜，其中，隔膜间隔于正极和负极之间，铝塑膜包在最外面；正极包括正极集流体和活性物质A层，活性物质A层由以下质量百分比的原料组成：活性物质A：95%-99%，导电剂：0.5%-3.0%，粘结剂 ：0.5%-2%，其中，活性物质A层的面密度为16-26mg/cm2，厚度为110-170μm；负极包括负极集流体和活性物质B层，活性物质B层由以下质量百分比的原料组成：活性物质B：95.0%-99.0%，导电剂：0.5%-2.0%，增稠剂：0-1.0%，粘结剂：0.5-3.0%，其中，活性物质B层的面密度8-13mg/cm2，厚度115-180μm。
应用于上述技术方案，所述的单体电池中，活性物质A为LiNixCoyMn（1-x-y）O2，其中x=1/5～4/5，y=1/5～4/5，活性物质A的克容量≥150mAh/g，导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；粘结剂为PVDF。
应用于各个上述技术方案，所述的单体电池中，活性物质B为石墨，活性物质B的克容量≥330mAh/g；导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；增稠剂为羧甲基纤维素钠；粘结剂丁苯乳胶。
应用于各个上述技术方案，一种用于制作水壶式电池组的单体电池的制备方法，S1：采用正极集流体和活性物质A层制备制备单体电池的正极：其中，活性物质A层由以下质量百分比的原料组成：活性物质A：95%-99%，导电剂:0.5%-3.0%，粘结剂：0.5%-2%，其中，活性物质A层的面密度为16-26mg/cm2，厚度为110-170μm；先将活性物质A、导电剂、粘结剂及溶剂混合搅拌形成活性物质层A层浆料，然后将活性物质层A层浆料涂布在正极集流体的表面，形成活性物质层A层，烘干，再用辊压机将极片压实，制得正极大片，然后采用冲片机或膜切机将所述大片制成规定大小且带有铝箔集流体的正极极片；S2：采用负极集流体和活性物质B层制备单体电池的负极：其中，活性物质B层由以下质量百分比的原料组成：活性物质B：95.0%-99.0%，导电剂：0.5%-2.0%，增稠剂：0-1.0%，粘结剂：0.5-3.0%，其中，活性物质B层的面密度8-13mg/cm2，厚度115-180μm；先将活性物质B、导电剂、增稠剂、粘结剂及溶剂混合搅拌形成活性物质层B层浆料，然后将活性物质层B层浆料涂布在负极集流体的表面，形成活性物质层B层，烘干，再用辊压机将极片压实，制得负极大片，然后采用冲片机或膜切机将大片制成规定大小且带有铜箔集流体的负极极片；S3：单体电池的制备：将负极极片、隔膜和正极极片采用叠片的方式，并使隔膜间隔于正极和负极之间依次层叠装配成规定层数的叠芯；正极由预留的正极铝箔集流体和铝极耳焊接在一起，负极由预留的负极铜箔集流体和镍极耳焊接在一起；将焊接好极耳的叠芯用铝塑膜进行包装，注电解液，封装后对电池进行化成、老化，制成所需尺寸的单体聚合物锂离子电池。
应用于各个上述技术方案，所述的制备方法中，活性物质A为LiNixCoyMn（1-x-y）O2，其中x=1/5～4/5，y=1/5～4/5，活性物质A的克容量≥150mAh/g，导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；粘结剂为PVDF。
应用于各个上述技术方案，所述的制备方法中，活性物质B为石墨，活性物质B的克容量≥330mAh/g；导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；增稠剂为羧甲基纤维素钠；粘结剂丁苯乳胶。
应用于各个上述技术方案，一种水壶式电池组的制作方法，S1：计算得到水壶式电池组可供利用的有效体积：S2：根据有效体积和电池组所需的容量计算出电池单体设计所应采用的正负极材料体系；S3：确定材料体系后，充分考虑到水壶式外壳的内部结构和尺寸，得出可以采用的单体电池的设计方案；S4：单体电池的制备，其包括: S41：采用正极集流体和活性物质A层制备制备单体电池的正极：其中，活性物质A层由以下质量百分比的原料组成：活性物质A：95%-99%，导电剂:0.5%-3.0%，粘结剂：0.5%-2%，其中，活性物质A层的面密度为16-26mg/cm2，厚度为110-170μm；先将活性物质A、导电剂、粘结剂及溶剂混合搅拌形成活性物质层A层浆料，然后将活性物质层A层浆料涂布在正极集流体的表面，形成活性物质层A层，烘干，再用辊压机将极片压实，制得正极大片，然后采用冲片机或膜切机将所述大片制成规定大小且带有铝箔集流体的正极极片；S42：采用负极集流体和活性物质B层制备单体电池的负极：其中，活性物质B层由以下质量百分比的原料组成：活性物质B：95.0%-99.0%，导电剂：0.5%-2.0%，增稠剂：0-1.0%，粘结剂：0.5-3.0%，其中，活性物质B层的面密度8-13mg/cm2，厚度115-180μm；先将活性物质B、导电剂、增稠剂、粘结剂及溶剂混合搅拌形成活性物质层B层浆料，然后将活性物质层B层浆料涂布在负极集流体的表面，形成活性物质层B层，烘干，再用辊压机将极片压实，制得负极大片，然后采用冲片机或膜切机将大片制成规定大小且带有铜箔集流体的负极极片；S43：单体电池的制备：将负极极片、隔膜和正极极片采用叠片的方式，并使隔膜间隔于正极和负极之间依次层叠装配成规定层数的叠芯；正极由预留的正极铝箔集流体和铝极耳焊接在一起，负极由预留的负极铜箔集流体和镍极耳焊接在一起；将焊接好极耳的叠芯用铝塑膜进行包装，注电解液，封装后对电池进行化成、老化，制成所需尺寸的单体聚合物锂离子电池；S5：按照S3中可以采用的单体电池的设计方案来进行电池组的组装。
应用于各个上述技术方案，所述的制作方法中，可以采用的单体电池的设计方案包括三种设计方案，其中，第一种方案是采用两种不同型号的电池，一种宽度大而薄的电池位于电池组中间，占4个，另一种窄而厚的电池位于电池组的两侧，每侧3个，电池组截面成八边形；第二种方案是采用一种型号的电池，组装时截面成正四边形；第三种方案是只采用一种型号的电池，组装时截面成八边形。
应用于各个上述技术方案，所述的制作方法中，活性物质A为LiNixCoyMn（1-x-y）O2，其中x=1/5～4/5，y=1/5～4/5，活性物质A的克容量≥150mAh/g，导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；粘结剂为PVDF。
应用于各个上述技术方案，所述的制作方法中，活性物质B为石墨，活性物质B的克容量≥330mAh/g；导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；增稠剂为羧甲基纤维素钠；粘结剂丁苯乳胶。
采用上述方案，本发明的有益效果为：
一、高能量密度。采用电化学性能优良的软包式聚合物锂离子电池。电池外形及尺寸可以根据电池组外壳内部的形状和尺寸进行最优化设计，从而更好的利用电池组外壳的内部空间。提高了电池组的体积能量密度，提高了电动自行车的续航里程。
二、低内阻。采用叠片式单体电池，且极耳更宽，从而使电子的有效传导截面积增大，相比卷绕式电池就降低了电池的内阻，提高了电池的高倍率放电性能和使用效率。
三、更优越的循环性能。在正常放电条件下，叠片式电池放电的电流分布更加均匀，降低了电池内部极化以及电池内部各点的差异，提高了电池的循环性能，从而提高了电池组的使用寿命。
四、更佳的安全性能。采用叠片电池通过每个极片的电流降低了，可以减轻大电流放电时的电池发热现象并避免极耳熔化产生的安全事故。
五、本发明的制备方法简单易行，生产效率高，有利于普遍推广应用。
附图说明
图1为本发明中可以采用的单体电池的设计方案结构图一；
图2为本发明中可以采用的单体电池的设计方案结构图一；
图3为本发明中可以采用的单体电池的设计方案结构图三。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
本实施例为一种电动自行车用水壶式电池组，通过计算水壶标准外壳内部的体积，去掉保护板及相关线路等所占的体积，得到水壶式电池组可供利用的有效体积。根据有效体积和电池组所需的容量计算出电池单体设计所应采用的正负极材料体系。
确定材料体系后，充分考虑到水壶式外壳的内部结构和尺寸，得出可以采用的单体电池的三种设计方案。一种方案是采用两种不同型号的电池，一种宽度大而薄的电池位于电池组中间，占4个，另一种窄而厚的电池位于电池组的两侧，每侧3个，电池组截面成八边形；另一种方案是采用一种型号的电池，组装时截面成正四边形；第三种方案是也是只采用一种型号的电池，与方案二的区别在于电池组装时的截面成八边形。
单体电池采用叠片工艺制作而成，它包括正极、负极、隔膜、电解液和铝塑膜，隔离膜间隔于正极和负极之间，铝塑膜包在最外面。所述的正极包括正极集流体和活性物质A层。所述的负极包括负极集流体和活性物质B层。
其中所述的活性物质A层由以下质量百分比的原料组成：
活性物质A 95%-99%
导电剂 0.5%-3.0%
粘结剂 0.5%-2%
活性物质A层的面密度16-26mg/cm2，厚度110-170μm。
其中，所述的活性物质A为LiNixCoyMn（1-x-y）O2，其中x=1/5～4/5，y=1/5～4/5，活性物质A的克容量≥150mAh/g，导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物。粘结剂为PVDF。
所述的活性物质B层由以下质量百分比的原料组成：
活性物质B 95.0%-99.0%
导电剂 0.5%-2.0%
增稠剂 0-1.0%
粘结剂 0.5-3.0%
活性物质B层的面密度8-13mg/cm2，厚度115-180μm。
其中，所述的活性物质B为石墨，活性物质B的克容量≥330mAh/g；导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；
增稠剂为羧甲基纤维素钠；粘结剂丁苯乳胶。
其中，所述正极的制备方法为：先将活性物质A、导电剂、PVDF及溶剂混合搅拌形成活性物质层A层浆料，然后将活性物质层A层浆料涂布在正极集流体的表面，形成活性物质层A层，烘干，再用辊压机将极片压实，制得正极大片，然后采用冲片机或膜切机将所述大片制成规定大小且带有铝箔集流体的正极极片。
其中，所述负极的制备方法为：先将活性物质B、导电剂、增稠剂、粘结剂及溶剂混合搅拌形成活性物质层B层浆料，然后将活性物质层B层浆料涂布在负极集流体的表面，形成活性物质层B层，烘干，再用辊压机将极片压实，制得负极大片，然后采用冲片机或膜切机将所述大片制成规定大小且带有铜箔集流体的负极极片。
所述正极的多个正极片和所述负极的多个负极片通过隔膜依次隔开。所述单体电池的制备方法为：将负极极片、隔膜和正极极片按照负极-隔膜-正极-隔膜-负极-… …隔膜-正极-隔膜-负极的顺序采用叠片的方式依次层叠装配成规定层数的叠芯。所述正极由预留的正极铝箔集流体和铝极耳焊接在一起，所述负极由预留的负极铜箔集流体和镍极耳焊接在一起。将上述焊接好极耳的叠芯用铝塑膜进行包装，注电解液，封装后对电池进行化成、老化，制成所需尺寸的单体聚合物锂离子电池。
实施例1
本实施例的水壶式电池组的制备方法，它包括以下制备步骤：
a）正极的制备：
以NMP为溶剂，将95.4%的镍钴锰酸锂（LiNixCoyMn（1-x-y）O2，其中x=1/5～4/5，y=1/5～4/5）、1.6%的导电碳、1.0%的BP-2000和2%的偏聚氟乙烯混合搅拌形成活性物质A层浆料，活性物质A层浆料的固含量为65%，以16μm铝箔作为正极集流体，然后将活性物质A层浆料涂布在16μm铝箔的表面，形成活性物质A层，烘干，再用辊压机将极片压实制得正极大片，然后采用冲片机或膜切机将所述大片制成规定大小且带有铝箔集流体的正极极片。
b）负极的制备：
负极使用人造石墨作为负极活性物质，使用去离子水作为负极浆料的溶剂，将95.1%的负极活性物质、1.2%的导电碳、1.5%的羧甲基纤维素钠和2.2%的丁苯乳胶混合搅拌形成活性物质B层浆料，活性物质B层浆料的固含量为49%，以10μm铜箔作为正极集流体，然后将活性物质B层浆料涂布在10μm铜箔的表面，形成活性物质B层，烘干，再用辊压机将极片压实制得负极大片，然后采用冲片机或膜切机将所述大片制成规定大小且带有铜箔集流体的负极极片。
c）单体电池的制备：
所述正极的多个正极极片和所述负极的多个负极极片通过隔膜依次隔开。所述单体电池的制备方法为：将负极极片、隔膜和正极极片按照负极-隔膜-正极-隔膜-负极-… …隔膜-正极-隔膜-负极的顺序采用叠片的方式依次层叠装配成规定层数的叠芯。所述正极由预留的正极铝箔集流体和铝极耳焊接在一起，所述负极由预留的负极铜箔集流体和镍极耳焊接在一起。将上述焊接好极耳的叠芯用铝塑膜进行包装，注入非水电解液，电解液为1mol/L的LiPF4溶液，封装后对电池进行化成、老化，按照所需的尺寸，分别制成C单体和D单体聚合物锂离子电池。
d）电池的分组：
按照单体电池的容量、内阻、电压和K值进行分档，容量200mAh每档、内阻1mΩ每档、电压5mV每档、K值0.02mV/h每档，容量、内阻、电压和K值均位于相同档的单体才能归于一个总档。
e）电池组的组装
单体C的厚度为4.8-5.2mm，优选5.0mm或以下，单体C的宽度80-84mm，优选82mm；另一种单体D的厚度为5.8-6.2mm，优选6.0mm或以下，单体D的宽度58-62mm，优选60mm。单体C单体D的设计容量相同。每个电池组皆由上述尺寸的位于相同总档的4个的C单体电池和6个位于D单体电池按照图1的方式串联后组装而成。
实施例2
本实施例的水壶式电池组的制备方法，它包括以下制备步骤：
a）正极的制备：
以NMP为溶剂，将95.4%的镍钴锰酸锂（LiNixCoyMn（1-x-y）O2，其中x=1/5～4/5，y=1/5～4/5）、1.6%的导电碳、1.0%的BP-2000和2%的偏聚氟乙烯混合搅拌形成活性物质A层浆料，活性物质A层浆料的固含量为65%，以16μm铝箔作为正极集流体，然后将活性物质A层浆料涂布在16μm铝箔的表面，形成活性物质A层，烘干，再用辊压机将极片压实制得正极大片，然后采用冲片机或膜切机将所述大片制成规定大小且带有铝箔集流体的正极极片。
b）负极的制备：
负极使用人造石墨作为负极活性物质，使用去离子水作为负极浆料的溶剂，将95.1%的负极活性物质、1.2%的导电碳、1.5%的羧甲基纤维素钠和2.2%的丁苯乳胶混合搅拌形成活性物质B层浆料，活性物质B层浆料的固含量为49%，以10μm铜箔作为正极集流体，然后将活性物质B层浆料涂布在10μm铜箔的表面，形成活性物质B层，烘干，再用辊压机将极片压实制得负极大片，然后采用冲片机或膜切机将所述大片制成规定大小且带有铜箔集流体的负极极片。
c）单体电池的制备：
所述正极的多个正极极片和所述负极的多个负极极片通过隔膜依次隔开。所述单体电池的制备方法为：将负极极片、隔膜和正极极片按照负极-隔膜-正极-隔膜-负极-… …隔膜-正极-隔膜-负极的顺序采用叠片的方式依次层叠装配成规定层数的叠芯。所述正极由预留的正极铝箔集流体和铝极耳焊接在一起，所述负极由预留的负极铜箔集流体和镍极耳焊接在一起。将上述焊接好极耳的叠芯用铝塑膜进行包装，注入非水电解液，电解液为1mol/L的LiPF4溶液，封装后对电池进行化成、老化，按照所需的尺寸制成E单体聚合物锂离子电池。
d）电池的分组：
按照单体电池的容量、内阻、电压和K值进行分档，容量200mAh每档、内阻1mΩ每档、电压5mV每档、K值0.02mV/h每档，容量、内阻、电压和K值均位于相同档的单体才能归于一个总档。
e）电池组的组装
单体E的厚度为7.6-8.2mm，优选8.0mm或以下，单体的宽度46-50mm，优选48mm。单体E与单体C的设计容量相同。每个电池组皆由上述尺寸的位于相同总档的10个的E单体电池按照图2的方式串联后组装而成。
实施例3
本实施例的水壶式电池组的制备方法，它包括以下制备步骤：
a）正极的制备：
以NMP为溶剂，将95.4%的镍钴锰酸锂（LiNixCoyMn（1-x-y）O2，其中x=1/5～4/5，y=1/5～4/5）、1.6%的导电碳、1.0%的BP-2000和2%的偏聚氟乙烯混合搅拌形成活性物质A层浆料，活性物质A层浆料的固含量为65%，以16μm铝箔作为正极集流体，然后将活性物质A层浆料涂布在16μm铝箔的表面，形成活性物质A层，烘干，再用辊压机将极片压实制得正极大片，然后采用冲片机或膜切机将所述大片制成规定大小且带有铝箔集流体的正极极片。
b）负极的制备：
负极使用人造石墨作为负极活性物质，使用去离子水作为负极浆料的溶剂，将95.1%的负极活性物质、1.2%的导电碳、1.5%的羧甲基纤维素钠和2.2%的丁苯乳胶混合搅拌形成活性物质B层浆料，活性物质B层浆料的固含量为49%，以10μm铜箔作为正极集流体，然后将活性物质B层浆料涂布在10μm铜箔的表面，形成活性物质B层，烘干，再用辊压机将极片压实制得负极大片，然后采用冲片机或膜切机将所述大片制成规定大小且带有铜箔集流体的负极极片。
c）单体电池的制备：
所述正极的多个正极极片和所述负极的多个负极极片通过隔膜依次隔开。所述单体电池的制备方法为：将负极极片、隔膜和正极极片按照负极-隔膜-正极-隔膜-负极-… …隔膜-正极-隔膜-负极的顺序采用叠片的方式依次层叠装配成规定层数的叠芯。所述正极由预留的正极铝箔集流体和铝极耳焊接在一起，所述负极由预留的负极铜箔集流体和镍极耳焊接在一起。将上述焊接好极耳的叠芯用铝塑膜进行包装，注入非水电解液，电解液为1mol/L的LiPF4溶液，封装后对电池进行化成、老化，按照所需的尺寸制成E单体聚合物锂离子电池。
d）电池的分组：
按照单体电池的容量、内阻、电压和K值进行分档，容量200mAh每档、内阻1mΩ每档、电压5mV每档、K值0.02mV/h每档，容量、内阻、电压和K值均位于相同档的单体才能归于一个总档。
e）电池组的组装
单体E的厚度为7.6-8.2mm，优选8.0mm或以下，单体的宽度46-50mm，优选48mm。单体E与单体C的设计容量相同。每个电池组皆由上述尺寸的位于相同总档的10个的E单体电池按照图3的方式串联后组装而成。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于制作水壶式电池组的单体电池，其特征在于，
包括正极、负极、隔膜、电解液和铝塑膜，其中，隔膜间隔于正极和负极之间，铝塑膜包在最外面；
正极包括正极集流体和活性物质A层，活性物质A层由以下质量百分比的原料组成：
活性物质A 95%-99%
导电剂 0.5%-3.0%
粘结剂 0.5%-2%
其中，活性物质A层的面密度为16-26mg/cm2，厚度为110-170μm；
负极包括负极集流体和活性物质B层，活性物质B层由以下质量百分比的原料组成：
活性物质B 95.0%-99.0%
导电剂 0.5%-2.0%
增稠剂 0-1.0%
粘结剂 0.5-3.0%
其中，活性物质B层的面密度8-13mg/cm2，厚度115-180μm。
2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于：活性物质A为LiNixCoyMn（1-x-y）O2，其中x=1/5～4/5，y=1/5～4/5，活性物质A的克容量≥150mAh/g，导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；粘结剂为PVDF。
3.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于：活性物质B为石墨，活性物质B的克容量≥330mAh/g；导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；增稠剂为羧甲基纤维素钠；粘结剂丁苯乳胶。
4.一种用于制作水壶式电池组的单体电池的制备方法，其特征在于：
S1：采用正极集流体和活性物质A层制备制备单体电池的正极：其中，活性物质A层由以下质量百分比的原料组成：
活性物质A 95%-99%
导电剂 0.5%-3.0%
粘结剂 0.5%-2%
其中，活性物质A层的面密度为16-26mg/cm2，厚度为110-170μm；
先将活性物质A、导电剂、粘结剂及溶剂混合搅拌形成活性物质层A层浆料，然后将活性物质层A层浆料涂布在正极集流体的表面，形成活性物质层A层，烘干，再用辊压机将极片压实，制得正极大片，然后采用冲片机或膜切机将所述大片制成规定大小且带有铝箔集流体的正极极片；
S2：采用负极集流体和活性物质B层制备单体电池的负极：其中，活性物质B层由以下质量百分比的原料组成：
活性物质B 95.0%-99.0%
导电剂 0.5%-2.0%
增稠剂 0-1.0%
粘结剂 0.5-3.0%
其中，活性物质B层的面密度8-13mg/cm2，厚度115-180μm；
先将活性物质B、导电剂、增稠剂、粘结剂及溶剂混合搅拌形成活性物质层B层浆料，然后将活性物质层B层浆料涂布在负极集流体的表面，形成活性物质层B层，烘干，再用辊压机将极片压实，制得负极大片，然后采用冲片机或膜切机将大片制成规定大小且带有铜箔集流体的负极极片；
S3：单体电池的制备：将负极极片、隔膜和正极极片采用叠片的方式，并使隔膜间隔于正极和负极之间依次层叠装配成规定层数的叠芯；正极由预留的正极铝箔集流体和铝极耳焊接在一起，负极由预留的负极铜箔集流体和镍极耳焊接在一起；将焊接好极耳的叠芯用铝塑膜进行包装，注电解液，封装后对电池进行化成、老化，制成所需尺寸的单体聚合物锂离子电池。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，活性物质A为LiNixCoyMn（1-x-y）O2，其中x=1/5～4/5，y=1/5～4/5，活性物质A的克容量≥150mAh/g，导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；粘结剂为PVDF。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：活性物质B为石墨，活性物质B的克容量≥330mAh/g；导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；增稠剂为羧甲基纤维素钠；粘结剂丁苯乳胶。
7.一种水壶式电池组的制作方法，其特征在于：
S1：计算得到水壶式电池组可供利用的有效体积：
S2：根据有效体积和电池组所需的容量计算出电池单体设计所应采用的正负极材料体系；
S3：确定材料体系后，充分考虑到水壶式外壳的内部结构和尺寸，得出可以采用的单体电池的设计方案；
S4：单体电池的制备，其包括:
S41：采用正极集流体和活性物质A层制备制备单体电池的正极：其中，活性物质A层由以下质量百分比的原料组成：
活性物质A 95%-99%
导电剂 0.5%-3.0%
粘结剂 0.5%-2%
其中，活性物质A层的面密度为16-26mg/cm2，厚度为110-170μm；
先将活性物质A、导电剂、粘结剂及溶剂混合搅拌形成活性物质层A层浆料，然后将活性物质层A层浆料涂布在正极集流体的表面，形成活性物质层A层，烘干，再用辊压机将极片压实，制得正极大片，然后采用冲片机或膜切机将所述大片制成规定大小且带有铝箔集流体的正极极片；
S42：采用负极集流体和活性物质B层制备单体电池的负极：其中，活性物质B层由以下质量百分比的原料组成：
活性物质B 95.0%-99.0%
导电剂 0.5%-2.0%
增稠剂 0-1.0%
粘结剂 0.5-3.0%
其中，活性物质B层的面密度8-13mg/cm2，厚度115-180μm；
先将活性物质B、导电剂、增稠剂、粘结剂及溶剂混合搅拌形成活性物质层B层浆料，然后将活性物质层B层浆料涂布在负极集流体的表面，形成活性物质层B层，烘干，再用辊压机将极片压实，制得负极大片，然后采用冲片机或膜切机将大片制成规定大小且带有铜箔集流体的负极极片；
S43：单体电池的制备：将负极极片、隔膜和正极极片采用叠片的方式，并使隔膜间隔于正极和负极之间依次层叠装配成规定层数的叠芯；正极由预留的正极铝箔集流体和铝极耳焊接在一起，负极由预留的负极铜箔集流体和镍极耳焊接在一起；将焊接好极耳的叠芯用铝塑膜进行包装，注电解液，封装后对电池进行化成、老化，制成所需尺寸的单体聚合物锂离子电池；
S5：按照S3中可以采用的单体电池的设计方案来进行电池组的组装。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：可以采用的单体电池的设计方案包括三种设计方案，其中，第一种方案是采用两种不同型号的电池，一种宽度大而薄的电池位于电池组中间，占4个，另一种窄而厚的电池位于电池组的两侧，每侧3个，电池组截面成八边形；第二种方案是采用一种型号的电池，组装时截面成正四边形；第三种方案是只采用一种型号的电池，组装时截面成八边形。
9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：活性物质A为LiNixCoyMn（1-x-y）O2，其中x=1/5～4/5，y=1/5～4/5，活性物质A的克容量≥150mAh/g，导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；粘结剂为PVDF。
10.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：活性物质B为石墨，活性物质B的克容量≥330mAh/g；导电剂为导电碳、碳纳米管、石墨烯和VGCF中的任意一种或几种的混合物；增稠剂为羧甲基纤维素钠；粘结剂丁苯乳胶。
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