阅读说明：本技术 一种耐宽温锂电池及其制作方法 (wide-temperature-resistant lithium battery and manufacturing method thereof ) 是由 胡金星 陈立鹏 姜欢 吴志威 陈念 孙光忠 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及锂电池技术领域,特别涉及一种耐宽温锂电池及其制作方法。本发明提供了一种耐宽温锂电池,包括正极片、负极片、隔膜、电解液和外包装膜,正极活性物质为三元掺锰酸锂,负极活性物质为人造石墨、中间相碳微球,钛酸锂中的一种；正负极导电剂为碳纳米管、SP和石墨烯,通过采用特殊的化成及老化工步工艺制成电池。正负极片包括正极涂碳铝箔集流体和负极铜箔集流体材料,正负极材料中正极活性物质80％-94％,正极导电剂3％-10％,正极粘结剂3％-10％,负极活性物质85％-96％,负极导电剂2％-7％,负极粘结剂2％-8％。实验测试结果表明,本发明中的电池在-30℃下的放电容量为室温容量的83.26％,80℃高温10天存储后,容量保持及恢复率≥90％,具备较好的温度适应性。(The invention relates to the technical field of lithium batteries, in particular to wide temperature resistant lithium batteries and a manufacturing method thereof, the invention provides wide temperature resistant lithium batteries, which comprise a positive plate, a negative plate, a diaphragm, electrolyte and an outer packaging film, wherein the positive active substance is ternary lithium manganese oxide, the negative active substance is artificial graphite, mesocarbon microbeads and kinds of lithium titanate, and the positive and negative conductive agents are carbon nanotubes, SP and graphene.)

一种耐宽温锂电池及其制作方法

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种耐宽温锂电池及其制作方法。

背景技术

目前，21世纪最严峻的问题是能源危机，将绿色能源替代不可再生化石能源已经成为必然的发展趋势。锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、绿色环保等优点，在数码市场和能量储存设备市场上已占据重要地位，同时也正逐步应用在乘用车领域，如混合动力汽车 (HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、纯电动汽车(EV)等大型电动设备上。

自2019年开始新能源乘用车仍然呈不断增长的趋势，目前锂电池主流市场为三元和磷酸铁锂电池，磷酸铁锂能量密度适中，安全性能和性价比高，是国家重点扶持和发展的领域，但是低温下析锂、高温下胀气仍然是制约锂电池大规模应用的瓶颈，因此制备一种较宽温度条件下使用的锂电池是锂电行业大批量投入市场广泛普及的关键途径之一。

CN109802094A公开了一种低温磷酸铁锂电池及其制备方法，所述正极片由包括正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂和正极溶剂的正极浆料涂布到正极集流体上制成；所述正极活性物质为Ti₃SiC₂改性的碳包覆的磷酸铁锂；所述正极导电剂为碳纳米管和石墨烯；所述负极片由包括负极活性物质、负极导电剂、负极粘结剂、增稠剂和负极溶剂的负极浆料涂布到负极集流体上制成；所述负极活性物质为人造石墨和中间相碳微球；所述负极导电剂为碳纳米管和石墨烯。实验结果表明，本发明中的电池在-20℃下的放电容量为2488mAh，为室温容量的88.13％；-40℃的放电容量为2215mAh，为室温放电容量的78.46％，采用该方法对提高其低温性能有很大帮助。

CN106229543A一种钛酸锂电池，包括正极、负极、间隔于正极和负极之间的隔离膜以及电解液；所述正极包括正极集流片以及正极浆料；所述负极包括负极集流片以及负极浆料；所述电解液包括有机溶剂、添加剂以及锂盐；所述正极浆料包括正极活性物质、导电剂、粘结剂；所述负极浆料包括负极活性物质、导电剂、粘结剂；所述正极活性物质为三元镍钴锰 NCM，所述负极活性物为钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂，导电剂为SP和KS-6的混合物，所述粘结剂为聚偏氟乙烯PVDF；所述正极浆料成分比例为：NCM：SP：KS-6：PVDF＝96：1.5：0.5：2；所述负极浆料成分比例为：Li₄Ti₅O₁₂：SP：KS-6：PVDF＝93：1.5：0.5：5，该电池也具有较好的电学和安全性能。

因此，根据市场发展需求，需要制备一种较宽温度条件下使用的、安全性能高的锂电池。

发明内容

针对上述现有技术现状，本发明的目的在于提供一种耐宽温锂电池及其制备方法，本发明采用特殊的物料体系及化成、老化工艺，有效解决了锂电池低温状态不能使用，高温条件下胀气等问题，该电芯在-30℃-80℃条件下能正常使用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种耐宽温锂电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和外包装膜，所述正极片包括正极涂碳铝箔集流体和正极材料，所述正极材料包括正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂，正极材料中各组分的质量百分比为：正极活性物质80％-94％，正极导电剂3％-10％，正极粘结剂3％-10％，所述正极活性物质包括NCM和LMO，所述NCM和LMO的质量比为为6：4-8：2。

进一步的，正极活性物质中三元NCM为LiNi_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂、LiNi_0.5Co_0.3Mn_0.2O₂、LiNi_0.3Co_0.35Mn_0.35O₂、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂、LiNi_0.4Co_0.3Mn_0.3O₂、LiNi_0.2Co_0.35Mn_0.45O₂中的一种或多种。

进一步的，负极片包括负极涂碳铝箔集流体和负极材料，所述负极材料包括负极活性物质、负极导电剂、负极粘结剂，所述负极材料中各组分的质量百分比为：负极活性物质 85％-96％，负极导电剂2％-7％，负极粘结剂2％-8％。

进一步的，负极活性物质为人造石墨、中间相碳微球或钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂，负极粘结剂为聚偏氟乙烯或丁苯橡胶，负极导电剂为超导炭黑SP、石墨导电剂KS-6、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种。

进一步的，正极导电剂为超导炭黑、片状石墨、碳纳米管、碳纤维、气相生长纤维中的一种或多种；正极粘结剂为聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、有机烯酸、羧酸酯类中的一种或多种。

进一步的，电解液包括溶剂、电解质、添加剂，所述溶剂为EC和DMC质量比为4-8：1的混合溶剂，所述电解质在电解液中的质量分数为15％-30％，浓度为1.2-3.0mol/L，所述电解质包括LiPF₆和LiFSI，LiPF₆：LiFSI浓度比为2：1-5：1，所述添加剂为VC和PS的组合物，所述添加剂组合物的质量分数为0.2％-2％。

进一步的，隔膜为湿法PE隔膜，所述湿法PE隔膜的厚度为9-20um，孔隙率为40-65％，透气率为100-200s/100ml或者所述隔膜为涂Al₂O₃陶瓷隔膜，所述涂Al₂O₃陶瓷隔膜厚度为 25-30um，孔隙率为50-85％，透气率为150-200s/100ml。

本发明还提供一种耐宽温锂电池的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：

a)制作正、负极片：将正极材料溶于有机溶剂中，搅拌均匀后涂覆于正极集流体上，在 90-120℃烘干后经辊压正极片；将负极材料分散在有机溶剂中，搅拌均匀后得到负极浆料，涂覆于负极集流体上，在90-120℃烘干后辊压得到负极片；正极集流体均采用涂碳铝箔，涂碳层为SP或石墨烯，涂碳层厚度为0.5-2um，涂碳铝箔的整体厚度为12-24μm，负极为LTO 体系与正极集流体一致，石墨体系采用普通铜箔，厚度为9-12μm；

b)极片烘烤：将上述极片放入真空烘箱中100-120℃烘烤24-36h，持续抽真空，控制正、负极极片水分含量≤200ppm；

c)制作电芯：将步骤b)得到的正、负极片裁剪后，按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯；

d)焊接包装：将电芯中的正、负极片分别将极耳焊接在一起，形成正、负极引出端，将电芯放入铝塑包装膜中，分别引出正、负极耳，在极耳胶处加热，使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合，软包电池的一侧为开口状态，待电解液注入；

e)封装注液：将高压电解液注入电芯后，封好注液口；

f)化成及老化：将包装好的电池化成、老化后分容即得到具有高倍率的钛酸锂电池。

进一步的，步骤a)中正极片辊压后的厚度为120-160μm，压实密度为2.9-3.3g/cm3，负极片辊压后的厚度为100-130μm，压实密度为1.2-1.5g/cm3。

进一步的，步骤a)中正极浆料的粘度为4000-8000mPa·s，负极浆料的粘度为3000-7000mPa·s，搅拌均匀后过筛100-150目。

进一步的，步骤f)中所述的化成温度为60-90℃，化成压力为0.1-0.5MPa，所述的老化温度为60-90℃，老化压力为0.1-0.5MPa，老化时间为30-50h。

进一步的，步骤f)中的化成过程需以一定电流进行恒流充放电及抽气工步，充放电过程包括以下步骤：

(1)以0.01-0.02C的电流对电池恒流充电5h；

(2)以0.05C的电流对电池恒流充电6h；

(3)以0.2C的电流对电池恒流充电3h；

(4)下柜抽气；

(5)以0.2C的电流对电池恒流放电5h；

(6)以0.2C的电流对电池恒流充电5h。

进一步的，所述负极相对于正极容量余量为10％-30％。

其中，化成时的最终截止电压为4.2-4.3V(NCM+Gr体系)，2.7-2.8V(NCM+LTO体系)。

本发明的有益效果：

本发明正极主材采用NCM和LMO，对电芯的低温性能具有明显改善作用，LMO的低温特性较好，主材添加适量的LMO对正极材料体系的宽温度范围内使用具有明显提升作用，负极采用人造石墨或LTO体系，配合正极材料具有更好的高低温性能和安全性能，采用特殊的化成及老化工艺，使电解液中酯类物质在负极充分发生副反应，形成均一的SEI膜，并将副反应产生的气体及时排除使电芯具有更好的高温性能，并且能防止电芯产气。

为了保障电芯在-30℃-80℃条件下能较好的使用，隔膜及电解液设计也非常重要；采用高孔隙率和低透气率隔膜，能够显著增加离子的通过速率，明显改善其倍率性能；同时在电解液锂盐中加入LiFSI，能提高电解液整体电导率，增加正极离子的移动速率，电解液中加入 VC和PS添加剂能增强其倍率充放电过程的稳定性，使充放电平台更宽、工作更稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是试样高低温放电曲线；

图2是试样32Ah循环曲线。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，EMC为碳酸甲乙酯，DEC为碳酸二乙酯，EC为碳酸乙烯酯，NMP为N- 甲基吡咯烷酮，PVDF为聚偏氟乙烯，CMC为羧甲基纤维素钠，LMO为锰酸锂，NCM为三元镍钴锰酸锂。

一种耐宽温锂电池及其制作方法，具体如下各实施例：

实施例1：

一种耐宽温锂电池的制作方法，包括以下步骤：

a)制作正、负极片：首先将聚偏氟乙烯(PVDF)用N-甲基吡咯烷酮(NMP)配成质量分数5％的溶液，然后加入正极导电剂超导炭黑，高速剪切分散2小时，将正极活性物质LiNi_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂和LiMn₂O₄以7：3的比例分散在上述NMP溶液中，搅拌均匀后得到正极浆料，高速剪切分散2小时，加入NMP调节粘度为6000mPa.s，高速剪切分散1 小时后，正极浆料用100目金属网过筛，将过筛后的正极浆料均匀涂布在厚度为22um 的涂碳铝箔上，涂碳层为SP，厚度为2um，90℃烘干，将烘干后的正极极片进行辊压，正极片辊压后的厚度为130μm，压实密度为3.0g/cm³；控制正极浆料中各组分的质量百分含量为：正极活性物质94％，正极导电剂3％，正极粘结剂3％。

将负极石墨材料溶于去离子水中，负极浆料过筛后涂布于厚度为9um的铜箔上，采用120℃烘干极片，将烘干后的极片进行辊压，负极片辊压后的厚度为100μm，压实密度为1.5g/cm³；控制各组分的质量百分含量为：负极活性物质96％，负极导电剂2％，负极粘结剂2％；其中负极导电剂为超导炭黑SP与石墨导电剂KS-6，其质量比为1：1，负极粘结剂为CMC；负极活性物质为石墨Gr。

b)极片烘烤：将上述极片放入真空烘箱中90℃烘烤48h，持续抽真空，控制正、负极极片水分含量≤200ppm；

c)制作电芯：将步骤b)得到的正、负极片裁剪后，按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯；其中湿法PE隔膜厚度为12um，孔隙率为 40％，透气率为100S/100ml。

d)焊接包装：将电芯中的正、负极片分别将极耳焊接在一起，形成正、负极引出端，将电芯放入铝塑包装袋中，分别引出正、负极耳，在极耳胶处加热，使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合，软包电池的一侧为开口状态，留待电解液注入；

e)封装注液：将高压电解液注入电芯后，封好注液口；其中所述电解液的溶剂为EC和DMC的混合溶剂，电解液中含有LiPF₆和LiFSI，LiPF₆：LiFSI＝5：1，锂盐浓度为2mol/L，其中酯类溶剂EC：DMC＝4：1，电解质在电解液中的质量分数为15％，添加剂为质量分数0.2％VC和PS组合物；VC和PS质量比为1：1。

f)化成及老化：

(1)以0.01C的电流对电池恒流充电5h；

(2)以0.05C的电流对电池恒流充电6h；

(3)以0.2C的电流对电池恒流充电3h；

(4)下柜抽气；

(5)以0.2C的电流对电池恒流放电5h；

(6)以0.2C的电流对电池恒流充电5h；

其中化成过程中最终的截止电压为3.9V，化成过程中的温度为60℃，化成压力为0.5MPa；老化温度为60℃，老化压力为0.5MPa，老化时间为30h。

实施例2

一种耐宽温锂电池的制作方法，包括以下步骤：

a)制作正、负极片：首先将聚偏氟乙烯(PVDF)用N-甲基吡咯烷酮(NMP)配成质量分数6％的溶液，然后加入正极导电剂超导炭黑，高速剪切分散3小时，将正极活性物质LiNi_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂和LiMn₂O₄以8：2的比例分散在上述NMP溶液中，搅拌均匀后得到正极浆料，高速剪切分散2小时，加入NMP调节粘度为5000mPa.s，高速剪切分散1小时后，正极浆料用100目金属网过筛，将过筛后的正极浆料均匀涂布在厚度为20um 的涂碳铝箔上，涂碳层为SP，厚度为2um，90℃烘干，将烘干后的正极极片进行辊压，正极片辊压后的厚度为120μm，压实密度为3.1g/cm³；控制正极浆料中各组分的质量百分含量为：正极活性物质91％，正极导电剂6％，正极粘结剂3％。

将负极石墨材料溶于去离子水中，负极浆料过筛后涂布于厚度为10um的铜箔上，采用90℃烘干极片，将烘干后的极片进行辊压，负极片辊压后的厚度为100μm，压实密度为1.3g/cm³；控制各组分的质量百分含量为：负极活性物质92％，负极导电剂6％，负极粘结剂2％；其中负极导电剂为超导炭黑SP与石墨导电剂KS-6，其质量比为1：1，负极粘结剂为CMC；负极活性物质为石墨Gr。

b)极片烘烤：将上述极片放入真空烘箱中90℃烘烤48h，持续抽真空，控制正、负极极片水分含量≤200ppm；

c)制作电芯：将步骤b)得到的正、负极片裁剪后，按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯；其中Al₂O₃陶瓷隔膜厚度为20um，孔隙率为45％，透气率为120S/100ml。

d)焊接包装：将电芯中的正、负极片分别将极耳焊接在一起，形成正、负极引出端，将电芯放入铝塑包装袋中，分别引出正、负极耳，在极耳胶处加热，使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合，软包电池的一侧为开口状态，留待电解液注入；

e)封装注液：将高压电解液注入电芯后，封好注液口；其中所述电解液的溶剂为EC和DMC的混合溶剂，电解液中含有LiPF₆和LiFSI，LiPF₆：LiFSI＝5：1，锂盐浓度为1.8mol/L，其中酯类溶剂EC：DMC＝4：1，电解质在电解液中的质量分数为18％，添加剂为质量分数0.8％VC和PS组合物；VC和PS质量比为2：1。

f)化成及老化：

(1)以0.02C的电流对电池恒流充电5h；

(2)以0.05C的电流对电池恒流充电6h；

(3)以0.2C的电流对电池恒流充电3h；

(4)下柜抽气；

(5)以0.2C的电流对电池恒流放电5h；

(6)以0.2C的电流对电池恒流充电5h；

其中化成过程中最终的截止电压为3.9V，化成过程中的温度为70℃，化成压力为0.3MPa；老化温度为70℃，老化压力为0.3MPa，老化时间为40h。

实施例3

一种耐宽温锂电池的制作方法，包括以下步骤：

a)制作正、负极片：首先将聚偏氟乙烯(PVDF)用N-甲基吡咯烷酮(NMP)配成质量分数5％的溶液，然后加入正极导电剂超导炭黑，高速剪切分散3小时，将正极活性物质LiNi_0.5Co_0.3Mn_0.2O₂和LiMn₂O₄以8：2的比例分散在上述NMP溶液中，搅拌均匀后得到正极浆料，高速剪切分散2小时，加入NMP调节粘度为5000mPa.s，高速剪切分散 1小时后，正极浆料用100目金属网过筛，将过筛后的正极浆料均匀涂布在厚度为20um 的涂碳铝箔上，涂碳层为SP，厚度为2um，90℃烘干，将烘干后的正极极片进行辊压，正极片辊压后的厚度为120μm，压实密度为3.2g/cm³；控制正极浆料中各组分的质量百分含量为：正极活性物质92％，正极导电剂5％，正极粘结剂3％。

将负极LTO材料溶于NMP中，负极浆料过筛后涂布于厚度为20μm的涂碳铝箔上，涂碳层为SP，厚度为2um，采用90℃烘干极片，将烘干后的极片进行辊压，负极片辊压后的厚度为110μm，压实密度为1.65g/cm³；控制各组分的质量百分含量为：负极活性物质90％，负极导电剂5％，负极粘结剂5％；其中负极导电剂为超导炭黑与碳纳米管质量比为1：1，负极粘结剂为聚偏氟乙烯，负极导电剂超导炭黑SP与石墨导电剂KS-6质量比为1：1，负极粘结剂为PVDF；负极活性物质为钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂。

b)极片烘烤：将上述极片放入真空烘箱中90℃烘烤24h，持续抽真空，控制正、负极极片水分含量≤200ppm。

c)制作电芯：将步骤b)得到的正、负极片裁剪后，按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯；其中湿法PE隔膜厚度为15um，孔隙率为 63％，透气率为150s/100ml.

d)焊接包装：将电芯中的正、负极片分别将极耳焊接在一起，形成正、负极引出端，将电芯放入铝塑包装袋中，分别引出正、负极耳，在极耳胶处加热，使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合，软包电池的一侧为开口状态，留待电解液注入；

e)封装注液：将高压电解液注入电芯后，封好注液口；其中所述电解液的溶剂为EC和DMC的混合溶剂，电解液中含有LiPF₆和LiFSI，LiPF₆：LiFSI＝4：1，锂盐浓度为2mol/L，其中酯类溶剂EC：DMC＝4：1，电解质在电解液中的质量分数为20％，添加剂为质量分数1％VC和PS组合物；VC和PS质量比为2：1。

f)化成及老化：

(1)以0.01C的电流对电池恒流充电5h；

(2)以0.05C的电流对电池恒流充电6h；

(3)以0.2C的电流对电池恒流充电3h；

(4)下柜抽气；

(5)以0.2C的电流对电池恒流放电5h；

(6)以0.2C的电流对电池恒流充电5h；

其中化成过程中最终的截止电压为2.5V，化成过程中的温度为80℃，化成压力为0.5MPa；老化温度为80℃，老化压力为0.5MPa，老化时间为48h。

实施例4

一种耐宽温锂电池的制作方法，包括以下步骤：

a)制作正、负极片：首先将聚偏氟乙烯(PVDF)用N-甲基吡咯烷酮(NMP)配成质量分数5％的溶液，然后加入正极导电剂超导炭黑，高速剪切分散3小时，将正极活性物质LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂和LiMn₂O₄以7：3的比例分散在上述NMP溶液中，搅拌均匀后得到正极浆料，高速剪切分散2小时，加入NMP调节粘度为5000mPa.s，高速剪切分散 1小时后，正极浆料用100目金属网过筛，将过筛后的正极浆料均匀涂布在厚度为20um 的涂碳铝箔上，涂碳层为石墨烯，厚度为2um，90℃烘干，将烘干后的正极极片进行辊压，正极片辊压后的厚度为90μm，压实密度为2.9g/cm³；控制正极浆料中各组分的质量百分含量为：正极活性物质90％，正极导电剂6％，正极粘结剂4％。

将负极LTO材料溶于NMP中，负极浆料过筛后涂布于厚度为20μm的涂碳铝箔上，涂碳层为石墨烯，厚度为2um，采用90℃烘干极片，将烘干后的极片进行辊压，负极片辊压后的厚度为120μm，压实密度为1.7g/cm³；控制各组分的质量百分含量为：负极活性物质92％，负极导电剂5％，负极粘结剂3％；其中负极导电剂为超导炭黑与碳纳米管质量比为1：1，负极粘结剂为聚偏氟乙烯，负极导电剂超导炭黑SP与石墨导电剂KS-6 质量比为1：1，负极粘结剂为PVDF；负极活性物质为钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂。

b)极片烘烤：将上述极片放入真空烘箱中90℃烘烤24h，持续抽真空，控制正、负极极片水分含量≤200ppm。

c)制作电芯：将步骤b)得到的正、负极片裁剪后，按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯；其中湿法PE隔膜厚度为15um，孔隙率为 60％，透气率为180s/100ml.

d)焊接包装：将电芯中的正、负极片分别将极耳焊接在一起，形成正、负极引出端，将电芯放入铝塑包装袋中，分别引出正、负极耳，在极耳胶处加热，使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合，软包电池的一侧为开口状态，留待电解液注入；

e)封装注液：将高压电解液注入电芯后，封好注液口；其中所述电解液的溶剂为EC和DMC的混合溶剂，电解液中含有LiPF₆和LiFSI，LiPF₆：LiFSI＝3：1，锂盐浓度为1.6mol/L，其中酯类溶剂EC：DMC＝3：1，电解质在电解液中的质量分数为20％，添加剂为质量分数1％VC和PS组合物；VC和PS质量比为1：1。

f)化成及老化：

(1)以0.02C的电流对电池恒流充电5h；

(2)以0.05C的电流对电池恒流充电6h；

(3)以0.2C的电流对电池恒流充电3h；

(4)下柜抽气；

(5)以0.2C的电流对电池恒流放电5h；

(6)以0.2C的电流对电池恒流充电5h；

其中化成过程中最终的截止电压为2.5V，化成过程中的温度为80℃，化成压力为0.5MPa；老化温度为80℃，老化压力为0.5MPa，老化时间为48h。

实施例5

一种耐宽温锂电池的制作方法，包括以下步骤：

a)制作正、负极片：首先将聚偏氟乙烯(PVDF)用N-甲基吡咯烷酮(NMP)配成质量分数6％的溶液，然后加入正极导电剂超导炭黑，高速剪切分散3小时，将正极活性物质LiNi_0.5Co_0.3Mn_0.2O₂和LiMn₂O₄以6：4的比例分散在上述NMP溶液中，搅拌均匀后得到正极浆料，高速剪切分散2小时，加入NMP调节粘度为5000mPa.s，高速剪切分散 1小时后，正极浆料用100目金属网过筛，将过筛后的正极浆料均匀涂布在厚度为20um 的涂碳铝箔上，涂碳层为SP，厚度为2um，90℃烘干，将烘干后的正极极片进行辊压，正极片辊压后的厚度为120μm，压实密度为3.0g/cm³；控制正极浆料中各组分的质量百分含量为：正极活性物质90％，正极导电剂6％，正极粘结剂4％。

将负极MCMB(中间相碳微球)材料溶于去离子水中，负极浆料过筛后涂布于厚度为10um的铜箔上，采用90℃烘干极片，将烘干后的极片进行辊压，负极片辊压后的厚度为100μm，压实密度为1.25g/cm³；控制各组分的质量百分含量为：负极活性物质92％，负极导电剂6％，负极粘结剂2％；其中负极导电剂为超导炭黑SP与石墨导电剂KS-6，其质量比为1：1，负极粘结剂为CMC；负极活性物质为MCMB(中间相碳微球)。

b)极片烘烤：将上述极片放入真空烘箱中90℃烘烤48h，持续抽真空，控制正、负极极片水分含量≤200ppm；

c)制作电芯：将步骤b)得到的正、负极片裁剪后，按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯；其中Al₂O₃陶瓷隔膜厚度为22um，孔隙率为48％，透气率为130S/100ml。

d)焊接包装：将电芯中的正、负极片分别将极耳焊接在一起，形成正、负极引出端，将电芯放入铝塑包装袋中，分别引出正、负极耳，在极耳胶处加热，使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合，软包电池的一侧为开口状态，留待电解液注入；

e)封装注液：将高压电解液注入电芯后，封好注液口；其中所述电解液的溶剂为EC和DMC的混合溶剂，电解液中含有LiPF₆和LiFSI，LiPF₆：LiFSI＝4：1，锂盐浓度为1.8mol/L，其中酯类溶剂EC：DMC＝3：1，电解质在电解液中的质量分数为16％，添加剂为质量分数1％VC和PS组合物；VC和PS质量比为2：1。

f)化成及老化：

(1)以0.01C的电流对电池恒流充电5h；

(2)以0.05C的电流对电池恒流充电6h；

(3)以0.2C的电流对电池恒流充电3h；

(4)下柜抽气；

(5)以0.2C的电流对电池恒流放电5h；

(6)以0.2C的电流对电池恒流充电5h；

其中化成过程中最终的截止电压为3.9V，化成过程中的温度为70℃，化成压力为0.3MPa；老化温度为70℃，老化压力为0.3MPa，老化时间为40h。

实施例6

一种耐宽温锂电池的制作方法，包括以下步骤：

a)制作正、负极片：首先将聚偏氟乙烯(PVDF)用N-甲基吡咯烷酮(NMP)配成质量分数5％的溶液，然后加入正极导电剂超导炭黑，高速剪切分散2小时，将正极活性物质LiNi_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂和LiMn₂O₄以7：3的比例分散在上述NMP溶液中，搅拌均匀后得到正极浆料，高速剪切分散2小时，加入NMP调节粘度为6000mPa.s，高速剪切分散1 小时后，正极浆料用100目金属网过筛，将过筛后的正极浆料均匀涂布在厚度为22um 的涂碳铝箔上，涂碳层为SP，厚度为2um，90℃烘干，将烘干后的正极极片进行辊压，正极片辊压后的厚度为130μm，压实密度为3.0g/cm³；控制正极浆料中各组分的质量百分含量为：正极活性物质80％，正极导电剂10％，正极粘结剂10％。

将负极石墨材料溶于去离子水中，负极浆料过筛后涂布于厚度为9um的铜箔上，采用120℃烘干极片，将烘干后的极片进行辊压，负极片辊压后的厚度为100μm，压实密度为1.5g/cm³；控制各组分的质量百分含量为：负极活性物质85％，负极导电剂7％，负极粘结剂8％；其中负极导电剂为超导炭黑SP与石墨导电剂KS-6，其质量比为1：1，负极粘结剂为CMC；负极活性物质为石墨Gr。

b)极片烘烤：将上述极片放入真空烘箱中90℃烘烤48h，持续抽真空，控制正、负极极片水分含量≤200ppm；

c)制作电芯：将步骤b)得到的正、负极片裁剪后，按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯；其中湿法PE隔膜厚度为12um，孔隙率为 40％，透气率为100S/100ml。

d)焊接包装：将电芯中的正、负极片分别将极耳焊接在一起，形成正、负极引出端，将电芯放入铝塑包装袋中，分别引出正、负极耳，在极耳胶处加热，使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合，软包电池的一侧为开口状态，留待电解液注入；

e)封装注液：将高压电解液注入电芯后，封好注液口；其中所述电解液的溶剂为EC和DMC的混合溶剂，电解液中含有LiPF₆和LiFSI，LiPF₆：LiFSI＝2：1，锂盐浓度为2mol/L，其中酯类溶剂EC：DMC＝8：1，电解质在电解液中的质量分数为15％，添加剂为质量分数0.2％VC和PS组合物；VC和PS质量比为1：1。

f)化成及老化：

(1)以0.01C的电流对电池恒流充电5h；

(2)以0.05C的电流对电池恒流充电6h；

(3)以0.2C的电流对电池恒流充电3h；

(4)下柜抽气；

(5)以0.2C的电流对电池恒流放电5h；

(6)以0.2C的电流对电池恒流充电5h；

其中化成过程中最终的截止电压为3.9V，化成过程中的温度为60℃，化成压力为0.5MPa；老化温度为60℃，老化压力为0.5MPa，老化时间为30h。

对比例1

同实施例1相比区别仅在于电解液中LiPF₆：LiFSI＝3：1，锂盐浓度为1.3mol/L。

对比例2

同实施例3相比区别仅在于电解液中添加剂为质量分数0.8％VC和PS组合物；VC和PS质量比为1：1。

对比例3

同实施例5相比区别仅在于其电解液中酯类溶剂EC：DMC＝5：1。

将实施例1-6、对比例1-3按照如下步骤测试相关性能：

a)将电池按正负极端子接到检测柜；

b)电池单体按1CCCto4.2V(三元NCM+石墨体系)，2.8V(三元NCM+钛酸锂体系)；CVto 0.05C方法充电，记录电压、内阻和厚度；

c)电池单体在80℃±2℃下存储10天；

d)电池单体室温下搁置5h；记录电芯内阻及厚度、电压，厚度变化率测量方法：首先记录存储前电池的厚度d1，然后在80℃下存储10h，记录存储后电池的厚度d2，计算其厚度膨胀率(d2-d1)/d1。

e)室温下，电池单体以1C(A)电流恒流放电至放电终止电压2.8V(三元NCM+ 石墨体系)；1.5V(三元+钛酸锂体系)；

h)计算放电容量(以Ah计)，

g)电池单体按b)步骤充电；

h)电池单体按e)步骤充电；

i)计算恢复容量(以Ah计)，得到如下表1所示：

表1各实施例和对比例的相关性能

表1说明电芯在80℃条件下能良好的使用，容量保持和恢复率≥90％，电芯内阻和厚度变化很小，电芯外观也基本无变化，电芯高温性能表现良好。

根据实施例1测试NCM111掺LMO+石墨电池高低温放电性能及室温循环性能，如下表2和图1、图2：

实施例	测试项目	实测数据
			实施例1	低温-20℃放电性能(1C,-20℃/25℃)	85.17％
实施例1	低温-30℃放电性能(1C,-30℃/25℃)	83.26％
			实施例1	高温55℃放电性能(1C,55℃/25℃)	103.26％
实施例1	倍率放电(25℃，5C/1C)	100％
			实施例1	循环寿命(1C/1C，25℃)/2597次	90.69％

本方案低温-30℃放电容量≥83％，低温放电性能非常优越，即电芯在低温条件下有良好的使用效果；高温55℃放电容量≥100％，高温放电效果也非常好，循环寿命≥2500次，容量保持率≥90％，电芯在高低温条件下有良好的电学性能表现，适用于宽温度条件下使用。

图1表示电芯高低温放电效果较好，放电容量保持率在80％以上，除低温状态放电曲线有轻微的波动外，其它温度条件放电曲线均较好。

图2表示实施例1试样循环曲线表明，电芯在室温条件下循环寿命较好，能达到行业标准，除高低温放电性能表现优越外，循环寿命也有良好的保障。

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。