CN115458793A - 一种低温快充磷酸铁锂软包电芯、制作方法及动力电池 - Google Patents

一种低温快充磷酸铁锂软包电芯、制作方法及动力电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低温快充磷酸铁锂软包电芯、制作方法及动力电池，所述软包电芯包括正极片、负极片及电解液，所述正极片包括铝箔及涂布于铝箔上的正极浆料，正极浆料包括磷酸铁锂、CNT、SP、聚丙烯酸类分散剂及PVDF，磷酸铁锂的粒径≤400nm，负极片包括铜箔及涂敷于铜箔上的负极浆料，负极浆料包括人造石墨、SP、CMC及SBR，所述电解液包括锂盐、电解液溶剂及添加剂。本发明所述的低温快充磷酸铁锂软包电芯选择合适的正负极材料，包括小粒径正极材料，硬碳包覆的人造石墨负极材料，搭配低温改进的电解液，在参数设计上进行优化设计得到低温和快充兼顾的软包磷酸铁锂电芯，该体系设计不但使电芯具有优异的低温性能，还具有快充的性能。

Description

一种低温快充磷酸铁锂软包电芯、制作方法及动力电池
技术领域
本发明属于锂电池领域，尤其是涉及一种低温快充磷酸铁锂软包电芯、制作方法及动力电池。
背景技术
2021年，中国上半年新能源汽车销售量为107.4万辆，与去年同期相比增加74.8万辆，增长229％；在补贴下降情况下，磷酸铁锂电池的性价比优势凸显，中国市场磷酸铁锂电池在乘用车上的装机量占比迅速提升。磷酸铁锂电池及其电池包的结构创新使搭载磷酸铁锂电池的车型续航里程普遍达到400-600公里，磷酸铁锂电池之所以得到主机厂的大规模使用主要是因为磷酸铁锂材料的低成本、无毒性、高安全和长寿命等。但是磷酸铁锂材料本身的导电性较差，严重的影响磷酸铁锂材料的低温性能，导致电池在冬季循环性能和带电量出现严重缩水，影响客户体验感和车辆的续航。
此外，新能源汽车大面积的普及应用，使得人们对快速充电的需求越来越旺盛，磷酸铁锂电池目前快速充电性能还不能满足人们的需求，导电性能较差，大倍率充电会导致较大的电化学极化，甚至出现严重的析锂现象，因此，改善磷酸铁锂电池的低温性能和快速充电能力成为电池厂的首要目标。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种低温快充磷酸铁锂软包电芯，从电化学体系设计上进行改进，同时改善电芯的低温和快充性能，同时拥有一定的能量密度，适当提升续航能力。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种低温快充磷酸铁锂软包电芯，包括正极片、负极片及电解液，
所述正极片包括铝箔及涂布于铝箔上的正极浆料，所述正极浆料包括磷酸铁锂、CNT(碳纳米管浆料：固含量约为5％)、SP、分散剂及PVDF(聚偏氟乙烯)，磷酸铁锂的粒径≤400nm，
所述负极片包括铜箔及涂敷于铜箔上的负极浆料，所述负极浆料包括人造石墨、SP、CMC(羧甲基纤维素钠)及SBR(丁苯橡胶)，所述人造石墨为硬碳包覆处理的，
所述电解液包括锂盐、电解液溶剂及添加剂。
进一步地，所述正极浆料中磷酸铁锂、CNT、SP及PVDF的质量比为(97.5-x):0.5:x:2，x取值范围为0.5～1.5，聚丙烯酸类分散剂加入量为磷酸铁锂质量的0.1％～0.2％。
进一步地，人造石墨、SP、CMC及SBR的质量比为(96.7-y):y:1.3:2，y取值范围0.5～1。
进一步地，所述锂盐为六氟磷酸锂；优选地，六氟磷酸锂的摩尔浓度为1mol/L。
进一步地，所述电解液溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯中的至少一种。
进一步地，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、四氟硼酸锂中的至少一种，以及锂盐添加剂双氟磺酸亚胺锂。
本发明的另一目的在于提出一种低温快充磷酸铁锂软包电芯的制作方法，改进制成工艺以提升软包磷酸铁锂电芯的低温和快充性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种低温快充磷酸铁锂软包电芯的制作方法，包括以下步骤：
S1：制备正极浆料，将磷酸铁锂、CNT、SP、PVDF、分散剂及NMP搅拌均匀，过150目筛，除磁，得到正极浆料；
S2：制备负极浆料，将人造石墨、SP、CMC、SBR及去离子水搅拌均匀，过150目筛，除磁，得到负极浆料，正负极的N/P比(过量比)控制在1.05～1.12之间；
S3：涂布正极浆料及负极浆料，涂布方式为连续涂布，正极浆料的涂布面密度为240～260g/m2，负极浆料的涂布面密度为80.52～123.87g/m2，涂布后烘烤得到正极卷及负极卷，正极浆料的烘烤温度＜110℃，负极浆料的烘烤温度＜95℃；
S4：辊压-模切，对正极卷及负极卷进行辊压，正极卷采用一次辊压，辊压压实密度为2.3～2.38g/m3，负极卷采用两次辊压，两次辊压的时间间隔为2h，辊压压实密度为1.4～1.5g/m2，将辊压后的正极卷及负极卷模切，得到正极片及负极片，正极片及负极片的毛刺控制标准＜8μm；
S5：烘烤-装配，对正极片及负极片进行烘烤，对隔膜进行静置降低水分含量，正极片烘烤温度为110℃，负极片烘烤温度为105℃，烘烤时间为20h，烘烤后的正极片水分＜350ppm，负极片水分＜250ppm，静置后的隔膜水分＜600ppm，正极片、负极片及隔膜均符合上述标准之后将正极片、负极片及隔膜进行叠片、焊接、封装，得到预制电芯；
S6：注液-浸润，将锂盐、电解液溶剂及添加剂配置成电解液，将预制电芯通过物流线流转至注液工序，采用常压注液将电解液注入预制电芯内，注液完成后分别在-60kpa、-80kpa、-90kpa下真空保持150s、250s、200s，依次进行高温浸润及常温浸润。
之后将浸润完成的电芯进行常温加压化成工序，化成后依次进入高温老化和常温老化工序，对老化完成的电芯进行OCV测试。OCV测试完成后对电芯进行Degas切除气袋，结束后电芯进入分容工序，分别进行0.33C/0.33C充放电和0.33C/1C充放电，分容结束电芯完成制作。
进一步地，所述正极浆料的固含量为63％，粘度为8000～12000mpa.s，细度＜10μm。
进一步地，所述负极浆料的固含量为52％，粘度为3000-6000mpa.s，细度＜30μm。
本发明主要从正负极材料选择、电解液选择和体系配比设计、面密度和压实密度等参数设计，进一步完善和提高磷酸铁锂电芯的低温和快充性能，正极材料需要小粒径的磷酸铁锂材料，材料的粒径通过前驱体来控制，同时添加聚丙烯酸类物质作为分散剂提高正极固含量，负极材料选择包覆硬碳的人造石墨，因为低温性能是否优异主要取决于正极磷酸铁锂材料，快充主要取决于负极材料，因此本发明选择合适正负极材料，搭配改进的电解液和前期优化后的制成工艺来综合提升软包磷酸铁锂电池的低温和快充性能。不仅从原材料选择、体系搭配进行改进，还从电池的设计参数上进行改进。
本发明的另一目的在于提出一种动力电池，包括如上所述的软包电芯或根据上述的制作方法制得的软包电芯。动力电池为两端出极耳，容量为40Ah，隔膜采用12+2+2μm的陶瓷涂胶PE隔膜，铝箔厚度为12+1+1μm的涂炭箔材，铜箔厚度为6μm，电芯0.33C满电厚度为7mm，电芯总质量为789g，0.33C能量密度为170Wh/Kg，1C能量密度为160Wh/Kg。快充满足2C恒流恒压充电，大倍率充放电性能良好，且低温放电容量保持率较高。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
相对于现有技术，本发明所述的低温快充磷酸铁锂软包电芯、制作方法及动力电池具有以下优势：
(1)本发明所述的低温快充磷酸铁锂软包电芯选择合适的正负极材料，包括小粒径的正极材料，硬碳包覆的人造石墨负极材料，搭配低温改进的电解液，在参数设计上进行优化设计得到低温和快充兼顾的软包磷酸铁锂电芯，该体系设计不但使电芯具有优异的低温性能，还具有快充的性能；
(2)本发明所述的低温快充磷酸铁锂软包电芯在体系搭配上进行改进，没有使用价格昂贵的石墨烯材料作为导电剂提高正极材料的导电性，整体的电池成本相对较低；
(3)本发明所述的低温快充磷酸铁锂软包电芯为了提高极片的涂布密度，使用聚丙烯酸类分散剂以提升正极浆料的固含量，减少溶剂的使用和浆料密度，减轻极片厚度，提高锂离子迁移速度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的低温快充磷酸铁锂软包电芯的工艺流程示意图；
图2为本发明实施例制得的电芯在常温条件下充放电循环性能示意图。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例及附图来详细说明本发明。
实施例1
1、正极配比设计：使用平均粒径为400nm的磷酸铁锂(LFP)材料，导电剂1使用CNT(碳纳米管浆料：固含量为5％)，导电剂2使用SP，粘结剂使用PVDF(聚偏氟乙烯)，溶剂使用NMP(N-甲基吡咯烷酮)，聚丙烯酸类分散剂加入量为磷酸铁锂主材质量的0.1％，分别按照质量比LFP:CNT:SP:PVDF＝97:0.5:0.5:2，固含量控制在55％，粘度控制在8000～12000mpa.s，细度控制在＜10μm，按照此配方和上述的浆料参数要求进行正极浆料的制备，制备完成后的正极浆料经过150目筛网过筛和除磁后出料。
2、负极配比设计：负极材料采用人造石墨(该人造石墨经过硬碳包覆处理)，导电剂使用SP，分散剂使用CMC(羧甲基纤维素钠)，粘结剂使用SBR(丁苯橡胶)，溶剂使用去离子水，分别按照质量比人造石墨:SP:CMC:SBR＝96.2:0.5:1.3:2，固含量控制在52％，粘度控制在3000～6000mpa.s，细度控制在＜30μm，按照此配方和上述的浆料参数要求进行负极浆料的制备，制备完成后的负极浆料经过150目筛网过筛和除磁后出料。正负极的N/P比(过量比)控制在1.05。
3、涂布：完成合浆后的正负极浆料进行涂布得到极卷，涂布方式采用连续性涂布，正极浆料的涂布面密度控制在240g/m2，负极浆料的涂布面密度控制在80.52g/m2，正极涂布烘箱烘烤温度＜110℃，负极涂布烘箱烘烤温度＜95℃。
4、辊压-模切：涂布烘烤后的极卷进行辊压，正极辊压压实密度控制在2.3g/m3，负极辊压压实密度控制在1.4g/m3，正极采用一次辊压方式，负极采用两次辊压方式，负极卷一次辊压和两次辊压时间间隔2h。辊压完成后的极卷按照电芯的尺寸进行五金模切，模切正负极片毛刺控制标准＜8μm。
5、烘烤-装配：模切结束后的极片进入烘箱烘烤，正极烘烤温度110℃，负极烘烤温度105℃，烘烤时间为20h，烘烤结束后烘箱温度降至50℃以下打开烘箱门，分别取出正负极片进行水分测试，正极片水分＜350ppm，负极片水分＜250ppm，另外，正负极片烘烤同时隔膜也要进行静置降低水分含量，隔膜水分＜600ppm。正负极片和隔膜水分全部符合技术标准后进行装配工序，先进行叠片工序-焊接-封装工序。封装完的电芯通过物流线流转至注液工序。
6、注液-浸润：电解液使用改进后的电解液，其中LiPF6(六氟磷酸锂)摩尔浓度为1mol/L，溶剂采用EC(碳酸乙烯酯)、DMC(碳酸二甲酯)、PC(碳酸丙烯酯)，添加剂采用VC(碳酸亚乙烯酯)、FEC(氟代碳酸乙烯酯)、LiBF4(四氟硼酸锂)以及锂盐添加剂LiFSI(双氟磺酸亚胺锂)，采用上述溶剂、各功能添加剂混合配置电解液备用。电芯流转至注液工序后进行注液，注液量控制在140g，注液采用常压注液方式，注液完成后分别在-60kpa，-80kpa，-90kpa下真空保持150s，250s，200s。完成注液后电芯依次进入高温和常温库浸润。
7、化成-老化：浸润完成的电芯进行加压化成工序，化成完成后依次进入高温老化和常温老化工序。老化完成的电芯进行OCV测试。
8、Degas-分容：OCV测试完成后电芯进行Degas切除气袋，该工序结束后电芯进入分容工序，分别进行0.33C/0.33C充放电和0.33C/1C充放电。分容结束电芯完成制作。
实施例2
1、正极配比设计：使用平均粒径为400nm的磷酸铁锂(LFP)材料，导电剂1使用CNT(碳纳米管浆料：固含量为5％)，导电剂2使用SP，粘结剂使用PVDF(聚偏氟乙烯)，溶剂使用NMP(N-甲基吡咯烷酮)，聚丙烯酸类分散剂加入量为磷酸铁锂主材质量的0.15％，分别按照质量比LFP:CNT:SP:PVDF＝96.5:0.5:1:2，固含量控制在55％，粘度控制在8000～12000mpa.s，细度控制在＜10μm，按照此配方和上述的浆料参数要求进行正极浆料的制备，制备完成后的正极浆料经过150目筛网过筛和除磁后出料。
2、负极配比设计：负极材料采用人造石墨(该人造石墨经过硬碳包覆处理)，导电剂使用SP，分散剂使用CMC(羧甲基纤维素钠)，粘结剂使用SBR(丁苯橡胶)，溶剂使用去离子水，分别按照质量比负极石墨:SP:CMC:SBR＝95.9:0.8:1.3:2，固含量控制在52％，粘度控制在3000～6000mpa.s，细度控制在＜30μm，按照此配方和上述的浆料参数要求进行负极浆料的制备，制备完成后的浆料经过150目筛网过筛和除磁后出料。正负极的N/P比(过量比)控制在1.1。
3、涂布：完成合浆后的正负极浆料进行涂布得到极卷，涂布方式采用连续性涂布，正极浆料的涂布面密度控制在250g/m2，负极浆料的涂布面密度控制在100.36g/m2，正极涂布烘箱烘烤温度＜110℃，负极涂布烘箱烘烤温度＜95℃。
4、辊压-模切：涂布烘烤后的极卷进行辊压，正极辊压压实密度控制在2.35g/m3，负极辊压压实密度控制在1.45g/m3，正极采用一次辊压方式，负极采用两次辊压方式，负极卷一次辊压和两次辊压时间间隔2h。辊压完成后的极卷按照电芯的尺寸进行五金模切，模切正负极片毛刺控制标准＜8μm。
5、烘烤-装配：模切结束后的极片进入烘箱烘烤，正极烘烤温度110℃，负极烘烤温度105℃，烘烤时间为20h，烘烤结束后烘箱温度降至50℃以下打开烘箱门，分别取出正负极片进行水分测试，正极片水分＜350ppm，负极片水分＜250ppm，另外，正负极片烘烤同时隔膜也要进行静置降低水分含量，隔膜水分＜600ppm。正负极片和隔膜水分全部符合技术标准后进行装配工序，先进行叠片工序-焊接-封装工序。封装完的电芯通过物流线流转至注液工序。
6、注液-浸润：电解液使用改进后的电解液，其中LiPF6(六氟磷酸锂)摩尔浓度为1mol/L，溶剂采用EC(碳酸乙烯酯)、DMC(碳酸二甲酯)、PC(碳酸丙烯酯)，添加剂采用VC(碳酸亚乙烯酯)、FEC(氟代碳酸乙烯酯)、LiBF4(四氟硼酸锂)以及锂盐添加剂LiFSI(双氟磺酸亚胺锂)，采用上述溶剂、各功能添加剂混合配置电解液备用。电芯流转至注液工序后进行注液，注液量控制在150g，注液采用常压注液方式，注液完成后分别在-60kpa，-80kpa，-90kpa下真空保持150s，250s，200s。完成注液后电芯依次进入高温和常温库浸润。
7、化成-老化：浸润完成的电芯进行加压化成工序，化成完成后依次进入高温老化和常温老化工序。老化完成的电芯进行OCV测试。
8、Degas-分容：OCV测试完成后电芯进行Degas切除气袋，该工序结束后电芯进入分容工序，分别进行0.33C/0.33C充放电和0.33C/1C充放电。分容结束电芯完成制作。
实施例3
1、正极配比设计：使用平均粒径为400nm的磷酸铁锂(LFP)材料，导电剂1使用CNT(碳纳米管浆料：固含量为5％)，导电剂2使用SP，粘结剂使用PVDF(聚偏氟乙烯)，溶剂使用NMP(N-甲基吡咯烷酮)，聚丙烯酸类分散剂加入量为磷酸铁锂主材质量的0.2％，分别按照质量比LFP:CNT:SP:PVDF＝96:0.5:1.5:2，固含量控制在55％，粘度控制在8000～12000mpa.s，细度控制在＜10μm，按照此配方和上述的浆料参数要求进行正极浆料的制备，制备完成后的正极浆料经过150目筛网过筛和除磁后出料。
2、负极配比设计：负极材料采用人造石墨(该人造石墨经过硬碳包覆处理)，导电剂使用SP，分散剂使用CMC(羧甲基纤维素钠)，粘结剂使用SBR(丁苯橡胶)，溶剂使用去离子水，分别按照质量比负极石墨:SP:CMC:SBR＝95.7:1:1.3:2，固含量控制在52％，粘度控制在3000～6000mpa.s，细度控制在＜30μm，按照此配方和上述的浆料参数要求进行负极浆料的制备，制备完成后的负极浆料经过150目筛网过筛和除磁后出料。正负极的N/P比(过量比)控制在1.12。
3、涂布：完成合浆后的正负极浆料进行涂布得到极卷，涂布方式采用连续性涂布，正极浆料的涂布面密度控制在260g/m2，负极浆料的涂布面密度控制在123.87g/m2，正极涂布烘箱烘烤温度＜110℃，负极涂布烘箱烘烤温度＜95℃。
4、辊压-模切：涂布烘烤后的极卷进行辊压，正极辊压压实密度控制在2.38g/m3，负极辊压压实密度控制在1.5g/m3，正极采用一次辊压方式，负极采用两次辊压方式，负极卷一次辊压和两次辊压时间间隔2h。辊压完成后的极卷按照电芯的尺寸进行五金模切，模切正负极片毛刺控制标准＜8μm。
5、烘烤-装配：模切结束后的极片进入烘箱烘烤，正极烘烤温度110℃，负极烘烤温度105℃，烘烤时间为20h，烘烤结束后烘箱温度降至50℃以下打开烘箱门，分别取出正负极片进行水分测试，正极片水分＜350ppm，负极片水分＜250ppm，另外，正负极烘烤同时隔膜也要进行静置降低水分含量，隔膜水分＜600ppm。正负极片和隔膜水分全部符合技术标准后进行装配工序，先进行叠片工序-焊接-封装工序。封装完的电芯通过物流线流转至注液工序。
6、注液-浸润：电解液使用改进后的电解液，其中LiPF6(六氟磷酸锂)摩尔浓度为1mol/L，溶剂采用EC(碳酸乙烯酯)、DMC(碳酸二甲酯)、PC(碳酸丙烯酯)，添加剂采用VC(碳酸亚乙烯酯)、FEC(氟代碳酸乙烯酯)、LiBF4(四氟硼酸锂)以及锂盐添加剂LiFSI(双氟磺酸亚胺锂)，采用上述溶剂、各功能添加剂混合配置电解液备用。电芯流转至注液工序后进行注液，注液量控制在157g，注液采用常压注液方式，注液完成后分别在-60kpa，-80kpa，-90kpa下真空保持150s，250s，200s。完成注液后电芯依次进入高温和常温库浸润。
7、化成-老化：浸润完成的电芯进行加压化成工序，化成完成后依次进入高温老化和常温老化工序。老化完成的电芯进行OCV测试。
8、Degas-分容：OCV测试完成后电芯进行Degas切除气袋，该工序结束后电芯进入分容工序，分别进行0.33C/0.33C充放电和0.33C/1C充放电。分容结束电芯完成制作。
对比例1
与实施例3的区别在于，对比例1的正极浆料中未加入CNT，其他操作步骤与实施例3相同。
对比例2
与实施例3的区别在于，对比例2的正极浆料中未加入SP，其他操作步骤与实施例3相同。
对比例3
与实施例3的区别在于，对比例3的正极浆料中加入聚乙二醇替代聚丙烯酸类分散剂，其他操作步骤与实施例3相同。
对比例4
与实施例3的区别在于，对比例4的正极浆料中磷酸铁锂的平均粒径为1μm，其他操作步骤与实施例3相同。
对比例5
与实施例3的区别在于，对比例5的电解液中未添加锂盐添加剂LiFSI，其他操作步骤与实施例3相同。
对比例6
与实施例3的区别在于，对比例6使用的负极材料未进行硬碳包覆，其他操作步骤与实施例3相同。
性能测试
将实施例1-3及对比例1-6制得的电芯分别进行容量保持率测试及充放电循环性能测试，测试结果如表1及图2所示。
表1不同试验条件下的电芯在不同低温环境下的容量保持率(％)
Figure BDA0003834297360000121
从表1中可以得知：通过比较对比例1、2与实施例3，实施例3在不同低温下的容量保持率最高，因为正极材料采用了CNT和SP混配的导电剂体系，CNT在活性物质、粘结剂之间起到长程导电的作用，SP起到短程导电的作用，长程导电主要在浆料体系中形成导电网络，使得每种物料之间相互链接形成导电通路。SP主要将活性物质和粘结剂外表面进行包覆，起到电子在物相表面导电作用。
通过比较实施例3和对比例4，可以看出实施例3在不同低温下的容量保持率较好，在实施例3中正极选用粒径≤400nm的磷酸铁锂，相比于对比例4选用的大粒径磷酸铁锂，小粒径具有较大的比表面积，更多的化学反应活性位点，在充放电过程中离子和电子的迁移路径较短，有利于电池快速充放电；同时在低温条件下，由于电解液粘度会相对于常温下增大，不利于电子和离子的快速迁移和反应，会造成较大的极化现象，而小粒径短的迁移路径有利于缓解电化学反应中出现的极化现象。
通过比较实施例3和对比例3，可以看出实施例3在不同低温下的容量保持率较好。二者区别在于选用的分散剂不同，实施例3中使用的是聚丙烯酸类分散剂，对比例3中使用的是聚乙二醇，聚乙二醇作为分散剂效果有一定程度的限制，聚乙二醇聚合物表面具有较多的-OH基团，聚丙烯酸类物质除了具有-COOH基团，还有其他有机基团，丙烯酸比乙二醇多一个-CH3，则聚乙二醇与聚丙烯酸类物质相比，空间位阻效应不够强，不利于起到良好的分散作用，浆料内部的小颗粒会出现微量的团聚。此外，由于浆料的固含量不够高，导致涂布相同面密度下极片厚度较大，不利于锂离子脱嵌，且低温下电化学反应的极化相对较大，靠近箔材位置的活性物质也不易被电解液浸润，而且聚丙烯酸类分散剂属于高分子材料，无电子传导能力，含量过高不利于电子导通，因此添加量控制在合理范围。根据实验建议的添加量一般控制在0.1％～0.2％。
通过比较对比例5和实施例3，可以看出实施例3在不同低温下的容量保持率较好，区别点在于对比例5的电解液中未加入LiFSI锂盐添加剂。LiFSI锂盐添加剂可以提高电解液的电导率和锂离子快速反应能力，LiFSI属于阴离子半径较大的物质，与溶剂、添加剂和锂盐等相互配合使用有利于解离出更多的锂离子，进而提高电池的电导率。同时它与正负极材料之间能够保持良好的相容性，可显著提高电池的低温性能。此外，它具有较好的热稳定性，不易发生分解，也可以提高电池的安全性。
通过比较对比例6和实施例3，可以看出实施例3在不同低温下的容量保持率较好，区别点在于对比例6的负极材料未进行硬碳包覆处理。由于硬碳材料相比于普通的人造石墨具有较大的层间距，大的层间距有利于锂离子的脱嵌，同时不会引起较大的体积膨胀，在低温和快充大倍率条件下，大的层间距使得锂离子可以快速的嵌入/脱出进行电化学反应，不会造成较大的极化现象。因此，未硬碳包覆处理的人造石墨大倍率充电相比于硬碳包覆处理的石墨要差。
从图2中可以得知：主要对比了实施例1-3的电芯循环性能，可以明显看出电芯在2C/1C充放电条件下，循环800圈的性能变化，实施例1-3在循环800圈容量保持率分别为91.78％、92.75％、94.62％，均能满足使用要求，说明在大倍率充放电条件下，依照本发明的方案制备的电芯具有良好的循环性能。其中实施例3在2C/1C充放电循环下的性能相比于其他两个方案略好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低温快充磷酸铁锂软包电芯，其特征在于：包括正极片、负极片及电解液，
所述正极片包括铝箔及涂布于铝箔上的正极浆料，所述正极浆料包括磷酸铁锂、CNT、SP、聚丙烯酸类分散剂及PVDF，磷酸铁锂的粒径≤400nm，
所述负极片包括铜箔及涂敷于铜箔上的负极浆料，所述负极浆料包括人造石墨、SP、CMC及SBR，所述人造石墨为硬碳包覆处理的，
所述电解液包括锂盐、电解液溶剂及添加剂。
2.根据权利要求1所述的低温快充磷酸铁锂软包电芯，其特征在于：所述正极浆料中磷酸铁锂、CNT、SP及PVDF的质量比为(97.5-x):0.5:x:2，x取值范围为0.5～1.5，聚丙烯酸类分散剂加入量为磷酸铁锂质量的0.1％～0.2％。
3.根据权利要求1所述的低温快充磷酸铁锂软包电芯，其特征在于：人造石墨、SP、CMC及SBR的质量比为(96.7-y):y:1.3:2，y取值范围0.5～1。
4.根据权利要求1所述的低温快充磷酸铁锂软包电芯，其特征在于：所述锂盐为六氟磷酸锂；优选地，六氟磷酸锂的摩尔浓度为1mol/L。
5.根据权利要求1所述的低温快充磷酸铁锂软包电芯，其特征在于：所述电解液溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的低温快充磷酸铁锂软包电芯，其特征在于：所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、四氟硼酸锂中的至少一种，以及锂盐添加剂双氟磺酸亚胺锂。
7.如权利要求1-6任一所述的低温快充磷酸铁锂软包电芯的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备正极浆料，将磷酸铁锂、CNT、SP、PVDF、分散剂及NMP搅拌均匀，过筛，除磁，得到正极浆料；
S2：制备负极浆料，将人造石墨、SP、CMC、SBR及去离子水搅拌均匀，过筛，除磁，得到负极浆料；
S3：涂布正极浆料及负极浆料，涂布方式为连续涂布，正极浆料的涂布面密度为240～260g/m2，负极浆料的涂布面密度为80.52～123.87g/m2，涂布后烘烤得到正极卷及负极卷，正极浆料的烘烤温度＜110℃，负极浆料的烘烤温度＜95℃；
S4：辊压-模切，对正极卷及负极卷进行辊压，正极卷采用一次辊压，辊压压实密度为2.3～2.38g/m3，负极卷采用两次辊压，两次辊压的时间间隔为2h，辊压压实密度为1.4～1.5g/m2，将辊压后的正极卷及负极卷模切，得到正极片及负极片，正极片及负极片的毛刺＜8μm；
S5：烘烤-装配，对正极片及负极片进行烘烤，对隔膜进行静置，正极片烘烤温度为110℃，负极片烘烤温度为105℃，烘烤时间为20h，烘烤后的正极片水分＜350ppm，负极片水分＜250ppm，静置后的隔膜水分＜600ppm，之后将正极片、负极片及隔膜进行叠片、焊接、封装，得到预制电芯；
S6：注液-浸润，将锂盐、电解液溶剂及添加剂配置成电解液，采用常压注液将电解液注入预制电芯内，真空保持，依次进行高温浸润及常温浸润。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：所述正极浆料的固含量为63％，粘度为8000～12000mpa.s，细度＜10μm。
9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：所述负极浆料的固含量为52％，粘度为3000-6000mpa.s，细度＜30μm。
10.一种动力电池，其特征在于：包括如权利要求1-6任一所述的软包电芯或根据权利要求7-9任一所述的制作方法制得的软包电芯。
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