CN114709397A - 一种锰系锂离子软包叠片电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种锰系锂离子软包叠片电池及其制备方法，该锰系锂离子软包叠片电池通过在正极原料锰酸锂中掺混镍钴锰酸锂和富锂锰基材料，调节了锰的溶解性，优化了锰酸锂晶体结构的稳定性，提高了电池容量的同时保证了常温及高温循环性能的稳定性，在常温及高温循环性能上相比于纯锰酸锂锂离子电池有较大的提升。并且电解液采用碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、1,3‑丙烷磺内酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚磷酸三苯酯，相比于使用现有技术的电解液，本申请提供的锰系锂离子软包叠片电池还提升了其低温充电性能，实现了高低温性能的兼顾。

Description

一种锰系锂离子软包叠片电池及其制备方法
技术领域
本申请涉及新能源技术领域，尤其涉及一种锰系锂离子软包叠片电池及其制备方法。
背景技术
锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。近些年来，随着我国轻动两轮车行业，尤其是新能源两轮车的爆发式增长，锂离子电池更新换代的速度也加快脚步，由广泛应用于手机、相机、笔记本电脑等3C消费电子领域的卷绕工艺锂离子电池也开始被应用于新能源动力和轻动领域。但是传统的卷绕工艺锂离子电池在电流分布不均、膨胀力高、空间利用率低等方面的局限性越发明显，导致锂离子软包叠片电池顺势而生。整体而言，锂离子软包叠片电池相比于卷绕工艺锂离子电池具有能量密度高、循环寿命高、安全性高等特点，这对于当前频出问题的新能源汽车和轻动两轮车来说，是推动行业更进一步发展的重要利器。
目前应用于新能源轻动领域的锂离子软包叠片电池通常采用锰酸锂材料，在倍率性能、价格方面、安全性能均能够充分满足市场需求。但现有的锰酸锂材料也有自身的弊端，在自身稳定性、高温性能、循环性能、低温充电方面表现较差，严重影响电池的使用寿命。
发明内容
本申请的目的在于提供一种锰系锂离子软包叠片电池，旨在解决现有锂离子软包叠片电池自身稳定性差、高温性能差、低温充电差、循环性能差、衰减快等问题。
为实现以上目的，本申请提供一种锰系锂离子软包叠片电池，包括电芯和电解液，所述电芯包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极涂层；
所述正极涂层以质量百分比计包括：锰酸锂85-95％、镍钴锰酸锂1-8％、富锂锰基1-8％。
优选地，所述电解液以质量百分比计包括：碳酸乙烯酯30-45％、碳酸甲乙酯10-25％、碳酸二乙酯5-15％、六氟磷酸锂5-15％、双草酸硼酸锂0.5-5％、1,3-丙烷磺内酯0.5-5％、碳酸乙烯亚乙酯0.5-5％、亚磷酸三苯酯0.5-5％。
优选地，所述负极涂层以质量百分比计包括：人造石墨60-90％、电极料8-40％。
本申请还提供一种上述的锰系锂离子软包叠片电池的制备方法，包括：
将所述正极涂层成分按配比进行混合得到正极浆料；
将负极涂层成分混合得到负极浆料；
将所述正极浆料和所述负极浆料分别涂覆在所述正极集流体和负极集流体上，得到正极极片和负极极片；
将电解液成分按配比混合得到所述电解液；
将所述正极极片和所述负极极片制备得到电芯；
将铝塑膜包覆所述电芯，并注入所述电解液，得到所述锰系锂离子软包叠片电池。
优选地，所述将所述正极涂层成分按配比进行混合得到正极浆料，包括：
将所述锰酸锂、镍钴锰酸锂、富锂锰基按配比与胶液进行湿法混合，进行第一搅拌；
第一搅拌完成后，按配比加入正极粘结剂、正极导电剂、正极添加剂，进行第二搅拌，得到所述正极浆料。
优选地，所述第一搅拌条件为：真空搅拌1～3小时，搅拌速度为2000～2400r/min；
所述第二搅拌条件为：真空搅拌1～3小时，搅拌速度为1800～2200r/min。
优选地，所述正极浆料的出锅粘度为4000～5500mPa.s。
优选地，所述将负极涂层成分混合得到负极浆料，包括：
将负极主材人造石墨及电极料和负极辅材0.5-5wt％负极导电剂进行干法混合，并加入去离子水、0.5-5wt％负极粘结剂后按搅拌速度800～1200r/min进行真空搅拌，搅拌时间为2～4小时，得到所述负极浆料。
优选地，所述负极浆料的出锅粘度为1500～2500mPa.s。
优选地，所述将所述正极浆料和所述负极浆料分别涂覆在所述正极集流体和负极集流体上，包括：
将所述正极浆料和所述负极浆料分别均匀双面涂覆在所述正极集流体和负极集流体上，控制极片走速为2-2.5m/min，烘烤温度为100～130℃。
与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
本申请提供的锰系锂离子软包叠片电池通过在正极原料锰酸锂中掺混三元(镍钴锰酸锂)和富锂锰基材料，调节了锰的溶解性，优化了锰酸锂晶体结构的稳定性，提高了电池容量的同时保证了常温及高温循环性能的稳定性，在常温及高温循环性能上相比于纯锰酸锂锂离子电池有较大的提升。
本申请提供的锰系锂离子软包叠片电池的电解液采用碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、1,3-丙烷磺内酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚磷酸三苯酯，相比于使用现有技术的电解液，添加剂双草酸硼酸锂搭配碳酸乙烯亚乙酯及亚磷酸三苯酯，能够有效降低电解液在低温环境下的粘稠度，增加锂离子的迁移率，使其低温下电解液的电导率提升0.5-2.5％，从而可以有效抑制固体扩散限制引发的石墨颗粒表面锂离子的饱和(锂离子的饱和会诱导边缘平面析锂的发生)，达到满足低温充电负极界面不析锂的效果，本申请提供的锰系锂离子软包叠片电池还提升了其低温充电性能，实现了高低温性能的兼顾。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
图1为本申请的锂离子软包叠片电池的电芯结构示意图；
图2为本申请的锂离子软包叠片电池的剖视图；
图3为本申请各实施例和对比例的锂离子软包叠片电池的常温循环实验结果图；
图4为本申请各实施例和对比例的锂离子软包叠片电池的高温循环实验结果图；
图5为本申请各实施例和对比例的锂离子软包叠片电池的低温循环实验结果图；
图6为本申请各实施例和对比例的锂离子软包叠片电池的界面拆解图；
图7为本申请的锰系锂离子软包叠片电池的制备方法流程示意图。
附图标记：
1-隔离膜；2-正极极片；3-负极极片；4-负极极耳；5-正极极耳。
具体实施方式
如本文所用之术语：
“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。
“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK(K为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
本申请提供一种锰系锂离子软包叠片电池，如图1和图2所示，包括电芯、电解液和铝塑膜，电芯包括隔离膜1、正极极片2、负极极片3、负极极耳4、正极极耳5，隔离膜1例如可以为聚乙烯微孔隔膜，隔离膜1位于正极极片2和负极极片3之间，正极极片2和负极极片3中间加垫隔离膜1之后叠片形成叠片电芯，经铝塑膜包覆后进行电解液注入形成锂离子软包叠片电池。
其中，隔离膜1为厚度为20-30μm的聚乙烯微孔隔膜；正极极片2包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极涂层；负极极片3包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体上的负极涂层。正极集流体例如可以为铝集流体，负极集流体例如可以为铜集流体。
所述正极涂层以质量百分比计包括：锰酸锂85-95％、镍钴锰酸锂1-8％、富锂锰基1-8％。其中，锰酸锂例如可以为(85、86、87、88、89、90、91、92、93、94或95)％，或85-95％之间的任一值。镍钴锰酸锂例如可以为(1、2、3、4、5、6、7或8)％，或1-8％之间的任一值。富锂锰基例如可以为(1、2、3、4、5、6、7或8)％，或1-8％之间的任一值。
该锰系锂离子软包叠片电池，通过在正极原料锰酸锂中掺混三元(镍钴锰酸锂)和富锂锰基材料，调节了锰的溶解性，优化了锰酸锂晶体结构的稳定性，提高了电池容量的同时保证了常温及高温循环性能的稳定性。
并且该正极涂层采用较高含量的锰酸锂，低含量的镍钴锰酸锂和富锂锰基，锰酸锂的价格低于富锂锰基，富锂锰基的价格低于镍钴锰酸锂，从而可以在保证该锰系锂离子软包叠片电池性能的同时降低成本。
优选地，所述正极涂层还包括：正极粘结剂0.5-5％、正极导电剂0.5-5％、正极添加剂0.5-5％。
其中，正极粘结剂例如可以为聚偏氟乙烯；正极导电剂例如可以为炭黑、碳纳米管、导电石墨、碳纤维中的一种或两种以上的混合物，正极添加剂可以为乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三丁酯、苯二甲酸二辛酯中的一种或两种以上的混合物。
优选地，所述负极涂层以质量百分比计包括：人造石墨60-90％、电极料8-40％。
人造石墨例如可以为(60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89或90)％，或60-90％之间的任一值；电极料例如可以为(8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40)％，或8-40％之间的任一值。
在一优选实施例中，所述电解液以质量百分比计包括：碳酸乙烯酯30-45％、碳酸甲乙酯10-25％、碳酸二乙酯5-15％、六氟磷酸锂5-15％、双草酸硼酸锂0.5-5％、1,3-丙烷磺内酯0.5-5％、碳酸乙烯亚乙酯0.5-5％、亚磷酸三苯酯0.5-5％。
其中，碳酸乙烯酯例如可以为(30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44或45)％，或30-45％之间的任一值；碳酸甲乙酯例如可以为(10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25)％，或10-25％之间的任一值；碳酸二乙酯例如可以为(5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15)％，或5-15％之间的任一值；六氟磷酸锂例如可以为(5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15)，或5-15％之间的任一值；双草酸硼酸锂例如可以为(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5或5)％，或0.5-5％之间的任一值；1,3-丙烷磺内酯例如可以为(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5或5)％，或0.5-5％之间的任一值；碳酸乙烯亚乙酯例如可以为(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5或5)％，或0.5-5％之间的任一值；亚磷酸三苯酯例如可以为(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5或5)％，或0.5-5％之间的任一值。
采用本实施例的电解液配方，添加剂双草酸硼酸锂搭配碳酸乙烯亚乙酯及亚磷酸三苯酯，能够有效降低电解液在低温环境下的粘稠度，增加锂离子的迁移率，使其低温下电解液的电导率提升0.5-2.5％，从而可以有效抑制固体扩散限制引发的石墨颗粒表面锂离子的饱和(锂离子的饱和会诱导边缘平面析锂的发生)，达到满足低温充电负极界面不析锂的效果，对电池常温及高温循环性能存在较小损伤，且在较高的电压下没有腐蚀作用，同时可以相应提升电池的低温充电性能，提高了电池在低温环境下的使用寿命。
本申请还提供一种上述的锰系锂离子软包叠片电池的制备方法，请参阅图7，包括：
S10：将所述正极涂层成分按配比进行混合得到正极浆料。
优选地，所述将所述正极涂层成分按配比进行混合得到正极浆料，包括：
将所述锰酸锂、镍钴锰酸锂、富锂锰基按配比与胶液进行湿法混合，进行第一搅拌；
第一搅拌完成后，按配比加入所述正极粘结剂、正极导电剂、正极添加剂，进行第二搅拌，得到所述正极浆料。
优选地，所述第一搅拌条件为：真空搅拌1～3小时，搅拌速度为2000～2400r/min；
所述第二搅拌条件为：真空搅拌1～3小时，搅拌速度为1800～2200r/min。
其中，第一搅拌的真空搅拌时间例如可以为(1、1.5、2.0、2.5或3)小时，或1～3小时之间的任一值；搅拌速度可以为(2000、2100、2200、2300或2400)r/min，或2000～2400r/min之间的任一值。
第二搅拌的真空搅拌时间例如可以为(1、1.5、2.0、2.5或3)小时，或1～3小时之间的任一值；搅拌速度可以为(1800、1900、2000、2100或2200)r/min，或1800～2200r/min之间的任一值。
优选地，所述正极浆料的出锅粘度为4000～5500mPa.s。
S20：将负极涂层成分混合得到负极浆料。
优选地，所述将负极涂层成分混合得到负极浆料，包括：
将负极主材人造石墨及电极料和负极辅材0.5-5wt％负极导电剂进行干法混合，并加入去离子水、0.5-5wt％负极粘结剂后按搅拌速度800～1200r/min进行真空搅拌，搅拌时间为2～4小时，得到所述负极浆料。
负极导电剂例如可以为炭黑、碳纳米管、导电石墨、碳纤维中的一种或两种以上的混合物。
负极粘结剂例如可以为羧甲基纤维素钠及丁苯橡胶中的任一种或多种。
搅拌速度可以为(800、900、1000、1100或1200)r/min，或800～1200r/min之间的任一值；真空搅拌时间可以为(2、2.5、3.0、3.5或4)小时，或2～4小时之间的任一值。
优选地，所述负极浆料的出锅粘度为1500～2500mPa.s。
S30：将所述正极浆料和所述负极浆料分别涂覆在所述正极集流体和负极集流体上，得到正极极片和负极极片。
优选地，所述将所述正极浆料和所述负极浆料分别涂覆在所述正极集流体和负极集流体上，包括：
将S10得到的正极浆料和S20得到的负极浆料分别均匀双面涂覆在所述正极集流体和负极集流体上，控制极片走速为2-2.5m/min，烘烤温度为100～130℃。
极片走速可以为(2、2.1、2.2、2.3、2.4或2.5)m/min，或2-2.5m/min之间的任一值；烘烤温度可以为(100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、110、11、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129或130)℃，或100～130℃之间的任一值。
S40：将电解液成分按配比混合得到所述电解液。
在一优选实施例中，将碳酸乙烯酯30-45wt％、碳酸甲乙酯10-25wt％、碳酸二乙酯5-15wt％、六氟磷酸锂5-15wt％、双草酸硼酸锂0.5-5wt％、1,3-丙烷磺内酯0.5-5wt％、碳酸乙烯亚乙酯0.5-5wt％、亚磷酸三苯酯0.5-5wt％进行混合配比，完成电解液的制备。
S50：将所述正极极片和所述负极极片制备得到电芯。
将隔离膜放置于制作好的正负极极片之间并与极耳叠合成小电芯单体，多个小电芯单体通过叠片的工艺进行叠放并联组成所述电芯。
S60：将铝塑膜包覆所述电芯，并注入所述电解液，得到所述锰系锂离子软包叠片电池。
下面将结合具体实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
S1.将正极主材以质量百分比计包括锰酸锂88％、三元(镍钴锰酸锂)4％、富锂锰基5％与胶液进行湿法混合，真空搅拌2小时，搅拌速度为2200r/min，将其均匀搅拌；
S2.完成第一阶段正极材料搅拌后，加入正极辅材1wt％炭黑、0.5wt％碳纳米管、0.5wt％乙酰柠檬酸三辛酯及柠檬酸三丁酯、1wt％聚偏氟乙烯后按搅拌速度2000r/min进行真空搅拌，搅拌时间为2小时，控制正极浆料出锅粘度在4000～5500mPa.s之间；
S3.将负极主材70wt％人造石墨及24wt％电极料和负极辅材3.5wt％炭黑进行干法混合，并加入去离子水、2.5wt％羧甲基纤维素钠及丁苯橡胶，去离子水的加入量应满足混合物中的固体粉末含量在50％～60％之间，然后按搅拌速度1000r/min进行真空搅拌，搅拌时间为3小时，将其均匀搅拌，并控制负极浆料出锅粘度在1500～2500mPa.s之间；
S4.将出锅后的正极浆料和负极浆料均匀双面涂覆在铝集流体和铜集流体上，控制极片走速和烘烤温度分别为2-2.5m/min和115℃，完成正负极极片的制作；
S5.将碳酸乙烯酯45wt％、碳酸甲乙酯25wt％、碳酸二乙酯13wt％、六氟磷酸锂11wt％、双草酸硼酸锂2wt％、1,3-丙烷磺内酯2wt％、亚磷酸三苯酯2wt％进行混合配比，完成电解液的制备；
S6.将隔离膜放置于制作好的正负极极片之间并与极耳叠合成小电芯单体，多个小电芯单体通过叠片的工艺进行叠放并联组成所述电芯，将其用铝塑膜的外层包覆并将上述电解液注入完成软包叠片锂离子电池的制备。
实施例2
S1.将正极主材以质量百分比计包括锰酸锂88％、三元(镍钴锰酸锂)4％、富锂锰基5％与胶液进行湿法混合，真空搅拌2小时，搅拌速度为2200r/min，将其均匀搅拌；
S2.完成第一阶段正极材料搅拌后，加入正极辅材1wt％炭黑、0.5wt％碳纳米管、0.5wt％乙酰柠檬酸三辛酯及柠檬酸三丁酯、1wt％聚偏氟乙烯后按搅拌速度2000r/min进行真空搅拌，搅拌时间为2小时，控制正极浆料出锅粘度在4000～5500mPa.s之间；
S3.将负极主材70wt％人造石墨及24wt％电极料和负极辅材3.5wt％炭黑进行干法混合，并加入去离子水、2.5wt％羧甲基纤维素钠及丁苯橡胶，去离子水的加入量应满足混合物中的固体粉末含量在50％～60％之间，然后按搅拌速度1000r/min进行真空搅拌，搅拌时间为3小时，将其均匀搅拌，并控制负极浆料出锅粘度在1500～2500mPa.s之间；
S4.将出锅后的正极浆料和负极浆料均匀双面涂覆在铝集流体和铜集流体上，控制极片走速和烘烤温度为2-2.5m/min和115℃，完成正负极极片的制作；
S5.将碳酸乙烯酯45wt％、碳酸甲乙酯25wt％、碳酸二乙酯13wt％、六氟磷酸锂11wt％、双草酸硼酸锂2wt％、1,3-丙烷磺内酯2wt％、碳酸乙烯亚乙酯2wt％进行混合配比，完成电解液的制备；
S6.将隔离膜放置于制作好的正负极极片之间并与极耳叠合成小电芯单体，多个小电芯单体通过叠片的工艺进行叠放并联组成所述电芯，将其用铝塑膜的外层包覆并将上述电解液注入完成软包叠片锂离子电池的制备。
实施例3
S1.将正极主材以质量百分比计包括锰酸锂88％、三元(镍钴锰酸锂)4％、富锂锰基5％与胶液进行湿法混合，真空搅拌2小时，搅拌速度为2200r/min，将其均匀搅拌；
S2.完成第一阶段正极材料搅拌后，加入正极辅材1wt％炭黑、0.5wt％碳纳米管、0.5wt％乙酰柠檬酸三辛酯及柠檬酸三丁酯、1wt％聚偏氟乙烯后按搅拌速度2000r/min进行真空搅拌，搅拌时间为2小时，控制正极浆料出锅粘度在4000～5500mPa.s之间；
S3.将负极主材70wt％人造石墨及24wt％电极料和负极辅材3.5wt％炭黑进行干法混合，并加入去离子水、2.5wt％羧甲基纤维素钠及丁苯橡胶，去离子水的加入量应满足混合物中的固体粉末含量在50％～60％之间，然后按搅拌速度1000r/min进行真空搅拌，搅拌时间为3小时，将其均匀搅拌，并控制负极浆料出锅粘度在1500～2500mPa.s之间；
S4.将出锅后的正极浆料和负极浆料均匀双面涂覆在铝集流体和铜集流体上，控制极片走速和烘烤温度为2-2.5m/min和115℃，完成正负极极片的制作；
S5.将碳酸乙烯酯45wt％、碳酸甲乙酯25wt％、碳酸二乙酯13wt％、六氟磷酸锂11wt％、1,3-丙烷磺内酯2wt％、碳酸乙烯亚乙酯2wt％、亚磷酸三苯酯2wt％进行混合配比，完成电解液的制备；
S6.将隔离膜放置于制作好的正负极极片之间并与极耳叠合成小电芯单体，多个小电芯单体通过叠片的工艺进行叠放并联组成所述电芯，将其用铝塑膜的外层包覆并将上述电解液注入完成软包叠片锂离子电池的制备。
实施例4
S1.将正极主材以质量百分比计包括锰酸锂88％、三元(镍钴锰酸锂)4％、富锂锰基5％与胶液进行湿法混合，真空搅拌2小时，搅拌速度为2200r/min，将其均匀搅拌；
S2.完成第一阶段正极材料搅拌后，加入正极辅材1wt％炭黑、0.5wt％碳纳米管、0.5wt％乙酰柠檬酸三辛酯及柠檬酸三丁酯、1wt％聚偏氟乙烯后按搅拌速度2000r/min进行真空搅拌，搅拌时间为2小时，控制正极浆料出锅粘度在4000～5500mPa.s之间；
S3.将负极主材70wt％人造石墨及24wt％电极料和负极辅材3.5wt％炭黑进行干法混合，并加入去离子水、2.5wt％羧甲基纤维素钠及丁苯橡胶，去离子水的加入量应满足混合物中的固体粉末含量在50％～60％之间，然后按搅拌速度1000r/min进行真空搅拌，搅拌时间为3小时，将其均匀搅拌，并控制负极浆料出锅粘度在1500～2500mPa.s之间；
S4.将出锅后的正极浆料和负极浆料均匀双面涂覆在铝集流体和铜集流体上，控制极片走速和烘烤温度为2-2.5m/min和115℃，完成正负极极片的制作；
S5.将碳酸乙烯酯45wt％、碳酸甲乙酯25wt％、碳酸二乙酯13wt％、六氟磷酸锂11wt％、双草酸硼酸锂2wt％、1,3-丙烷磺内酯2wt％、碳酸乙烯亚乙酯1wt％、亚磷酸三苯酯1wt％进行混合配比，完成电解液的制备；
S6.将隔离膜放置于制作好的正负极极片之间并与极耳叠合成小电芯单体，多个小电芯单体通过叠片的工艺进行叠放并联组成所述电芯，将其用铝塑膜的外层包覆并将上述电解液注入完成软包叠片锂离子电池的制备。
对比例1
S1.将97wt％正极主材锰酸锂与胶液进行湿法混合，真空搅拌2小时，搅拌速度为2200r/min，将其均匀搅拌；
S2.完成第一阶段正极材料搅拌后，加入正极辅材1wt％炭黑、0.5wt％碳纳米管、0.5wt％乙酰柠檬酸三辛酯及柠檬酸三丁酯、1wt％聚偏氟乙烯后按搅拌速度2000r/min进行真空搅拌，搅拌时间为2小时，控制正极浆料出锅粘度在4000～5500mPa.s之间；
S3.将负极主材70wt％人造石墨及24wt％电极料和负极辅材3.5wt％炭黑进行干法混合，并加入去离子水、2.5wt％羧甲基纤维素钠及丁苯橡胶，去离子水的加入量应满足混合物中的固体粉末含量在50％～60％之间，然后按搅拌速度1000r/min进行真空搅拌，搅拌时间为3小时，将其均匀搅拌，并控制负极浆料出锅粘度在1500～2500mPa.s之间；
S4.将出锅后的正极浆料和负极浆料均匀双面涂覆在铝集流体和铜集流体上，控制极片走速和烘烤温度为2-2.5m/min和115℃，完成正负极极片的制作；
S5.将碳酸乙烯酯45wt％、碳酸甲乙酯25wt％、碳酸二乙酯13wt％、六氟磷酸锂11wt％、双草酸硼酸锂2wt％、1,3-丙烷磺内酯2wt％、亚磷酸三苯酯2wt％进行混合配比，完成电解液的制备；
S6.将隔离膜放置于制作好的正负极极片之间并与极耳叠合成小电芯单体，多个小电芯单体通过叠片的工艺进行叠放并联组成所述电芯，将其用铝塑膜的外层包覆并将上述电解液注入完成软包叠片锂离子电池的制备。
对比例2
S1.将正极主材97wt％锰酸锂与胶液进行湿法混合，真空搅拌2小时，搅拌速度为2200r/min，将其均匀搅拌；
S2.完成第一阶段正极材料搅拌后，加入正极辅材1wt％炭黑、0.5wt％碳纳米管、0.5wt％乙酰柠檬酸三辛酯及柠檬酸三丁酯、1wt％聚偏氟乙烯后按搅拌速度2000r/min进行真空搅拌，搅拌时间为2小时，控制正极浆料出锅粘度在4000～5500mPa.s之间；
S3.将负极主材70wt％人造石墨及24wt％电极料和负极辅材3.5wt％炭黑进行干法混合，并加入去离子水、2.5wt％羧甲基纤维素钠及丁苯橡胶，去离子水的加入量应满足混合物中的固体粉末含量在50％～60％之间，然后按搅拌速度1000r/min进行真空搅拌，搅拌时间为3小时，将其均匀搅拌，并控制负极浆料出锅粘度在1500～2500mPa.s之间；
S4.将出锅后的正极浆料和负极浆料均匀双面涂覆在铝集流体和铜集流体上，控制极片走速和烘烤温度为2-2.5m/min和115℃，完成正负极极片的制作；
S5.将碳酸乙烯酯45wt％、碳酸甲乙酯25wt％、碳酸二乙酯13wt％、六氟磷酸锂11wt％、双草酸硼酸锂2wt％、1,3-丙烷磺内酯2wt％、碳酸乙烯亚乙酯1wt％、亚磷酸三苯酯1wt％进行混合配比，完成电解液的制备；
S6.将隔离膜放置于制作好的正负极极片之间并与极耳叠合成小电芯单体，多个小电芯单体通过叠片的工艺进行叠放并联组成所述电芯，将其用铝塑膜的外层包覆并将上述电解液注入完成软包叠片锂离子电池的制备。
实验结果
将上述实施例1至实施例4以及对比例1、2得到的锰系锂离子软包叠片电池分别进行常温循环、高温循环和低温循环，分别检测各温度下循环后电池容量保持率，结果如图3至5所示。
其中，图3为25℃常温循环结果图，图4为45℃高温循环结果图，图5为-10℃低温循环结果图。根据图3和图4可知，本实施例1-4的锰系锂离子软包叠片电池的常温循环至283周时容量保持率大于92.91％，高温循环至189周时容量保持率大于89.74％，相较于纯锰酸锂锂离子电池，常温循环及高温循环的容量保持率分别提升了18.47％和23.21％。
根据图5可知，本实施例4和对比例2的锰系锂离子软包叠片电池的低温循环至10周时容量保持率为99.15％，相较于对比例1及实施例1-3的锰系锂离子软包叠片电池，低温循环的容量保持率提升了45.72％。
并且还将实施例1至实施例4以及对比例1、2得到的锰系锂离子软包叠片电池经满充后界面拆解，结果如图6所示，图6中(a)为实施例1的电池，(b)为实施例2的电池，(c)为实施例3的电池，(d)为实施例4的电池，(e)为对比例1的电池，(f)为对比例2的电池，根据图6可知，实施例4及对比例2的锰系锂离子软包叠片电池负极片表面呈金黄色，无析锂现象出现。
实施例4的锰系锂离子软包叠片电池不仅在常温及高温循环性能上相比于纯锰酸锂锂离子电池有较大的提升同时，相比于实施例1-3的电解液配比，还提升了其低温充电性能，实现了高低温性能的兼顾。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种锰系锂离子软包叠片电池，其特征在于，包括电芯和电解液，所述电芯包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极涂层；
所述正极涂层以质量百分比计包括：锰酸锂85-95％、镍钴锰酸锂1-8％、富锂锰基1-8％。
2.根据权利要求1所述的锰系锂离子软包叠片电池，其特征在于，所述电解液以质量百分比计包括：碳酸乙烯酯30-45％、碳酸甲乙酯10-25％、碳酸二乙酯5-15％、六氟磷酸锂5-15％、双草酸硼酸锂0.5-5％、1,3-丙烷磺内酯0.5-5％、碳酸乙烯亚乙酯0.5-5％、亚磷酸三苯酯0.5-5％。
3.根据权利要求1所述的锰系锂离子软包叠片电池，其特征在于，所述负极涂层以质量百分比计包括：人造石墨60-90％、电极料8-40％。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的锰系锂离子软包叠片电池的制备方法，其特征在于，包括：
将所述正极涂层成分按配比进行混合得到正极浆料；
将负极涂层成分混合得到负极浆料；
将所述正极浆料和所述负极浆料分别涂覆在所述正极集流体和负极集流体上，得到正极极片和负极极片；
将电解液成分按配比混合得到所述电解液；
将所述正极极片和所述负极极片制备得到电芯；
将铝塑膜包覆所述电芯，并注入所述电解液，得到所述锰系锂离子软包叠片电池。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述将所述正极涂层成分按配比进行混合得到正极浆料，包括：
将所述锰酸锂、镍钴锰酸锂、富锂锰基按配比与胶液进行湿法混合，进行第一搅拌；
第一搅拌完成后，按配比加入正极粘结剂、正极导电剂、正极添加剂，进行第二搅拌，得到所述正极浆料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一搅拌条件为：真空搅拌1～3小时，搅拌速度为2000～2400r/min；
所述第二搅拌条件为：真空搅拌1～3小时，搅拌速度为1800～2200r/min。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述正极浆料的出锅粘度为4000～5500mPa.s。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述将负极涂层成分混合得到负极浆料，包括：
将负极主材所述人造石墨及所述电极料和负极辅材0.5-5wt％负极导电剂进行干法混合，并加入去离子水、0.5-5wt％负极粘结剂后按搅拌速度800～1200r/min进行真空搅拌，搅拌时间为2～4小时，得到所述负极浆料。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述负极浆料的出锅粘度为1500～2500mPa.s。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述将所述正极浆料和所述负极浆料分别涂覆在所述正极集流体和负极集流体上，包括：
将所述正极浆料和所述负极浆料分别均匀双面涂覆在所述正极集流体和负极集流体上，控制极片走速为2-2.5m/min，烘烤温度为100～130℃。
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