【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及低溫移動電源領域，具體涉及一種電芯及其制備方法和軟包鋰離子電池及其應用。
技術介紹
1、近年來，全球經濟一直保持高速發展的態勢，制造業迅猛發展、人口劇增所帶來的的直接后果便是全球環境遭到破壞，能源危機更加明顯。電池行業作為新能源領域的重要組成部分，勢必成為全球經濟發展的一個熱點。
2、鋰離子電池因工作電壓高、比能量高、容量大等優點而被廣泛應用，但與此同行，工作溫度范圍是鋰離子電池的重要性能指標之一。常規消費類電池的-20℃至60℃的工作溫度范圍并不能完全滿足人們的需求。如應急救援、醫療電子、機器人、航天設備等需要適應地域和季節導致的較大的溫度差異，甚至需要在經過長時間低溫存儲之后仍然具有良好的低溫放電性能。
3、目前的鋰離子電池在溫度過低的時候，電導率會大大降低，sei膜阻抗急劇增大，鋰離子在電極中的阻抗也隨之增大；當溫度較高時，正極材料的氧化活性較高，電極與電解液之間的副反應加劇，過渡金屬不斷溶出到電極表面并在表面沉積，增加內阻的同時，還會使電池厚度加厚，進而進一步影響其低溫性能。另外，阻抗過大還會引起負極表面產生鋰枝晶，會引發安全問題。電池尺寸對設備的可適配性也是不可忽視的實際應用指標，就電池包組裝而言，軟包電池比圓柱電池具有更強的外形尺寸設計靈活性。因此急需開發一種具有良好的循環性能，低溫存儲之后仍然具有良好的低溫放電性能，且具有高安全性的低溫軟包鋰離子電池。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了克服現有技術存在的經過長時間低溫存儲之
2、為了實現上述目的，本專利技術第一方面提供一種電芯，所述電芯包括正極片、負極片、隔膜和電解液；其中，
3、所述正極片包含改性鎳鈷錳酸鋰，所述改性鎳鈷錳酸鋰包括核殼型鎳鈷錳酸鋰以及包覆于所述核殼型鎳鈷錳酸鋰表面的含硼化合物；其中，所述核殼型鎳鈷錳酸鋰中的鎳元素的含量由內向外呈逐步降低分布，鈷元素的含量由內向外均勻分布，錳元素的含量由內向外呈逐步升高分布；
4、所述負極片包含納米硅基負極材料，所述納米硅基負極材料為硅氧材料和石墨的混合物；其中，以所述納米硅基負極材料的總重量為基準，所述石墨的含量為82-88wt％；所述硅氧材料包括氧化亞硅和包覆于所述氧化亞硅表面的碳包覆層，所述氧化亞硅包括sio2基體和均勻分布在所述sio2基體中的納米硅晶顆粒。
5、本專利技術第二方面提供一種電芯的制備方法，所述制備方法包括：將正極片、負極片和隔膜卷繞制成極組，并注入電解液，制得所述電芯；其中，
6、所述正極片包含改性鎳鈷錳酸鋰，所述改性鎳鈷錳酸鋰包括核殼型鎳鈷錳酸鋰以及包覆于所述核殼型鎳鈷錳酸鋰表面的含硼化合物，所述核殼型鎳鈷錳酸鋰中的鎳元素的含量由內向外呈逐步降低分布，鈷元素的含量由內向外均勻分布，錳元素的含量由內向外呈逐步升高分布；
7、所述負極片包含納米硅基負極材料，所述納米硅基負極材料為硅氧材料和石墨的混合物；其中，以所述納米硅基負極材料的總重量為基準，所述石墨的含量為82-88wt％；所述硅氧材料包括氧化亞硅和包覆于所述氧化亞硅表面的碳包覆層，所述氧化亞硅包括sio2基體和均勻分布在所述sio2基體中的納米硅晶顆粒。
8、本專利技術第三方面提供一種本專利技術提供的制備方法制得的電芯。
9、本專利技術第四方面提供一種軟包鋰離子電池，所述電池包括本專利技術提供的電芯。
10、本專利技術第五方面提供一種本專利技術提供的軟包鋰離子電池作為低溫移動電源的應用。
11、通過上述技術方案，本專利技術的有益效果是：
12、本專利技術的正極片的活性物質采用硼元素表面包覆的殼核型鎳鈷錳酸鋰正極材料，核殼型鎳鈷錳酸鋰核心高鎳含量，外層高錳含量，負極片活性物質采用硅氧材料和石墨混合而得的納米硅基負極材料，二者相互配合，提高了軟包鋰離子電池的循環性穩定性及安全性能。
13、在本專利技術的優選實施方式中，正極片的活性物質采用硼元素表面包覆的殼核型鎳鈷錳酸鋰正極材料，負極片活性物質采用納米硅基負極材料，隔膜采用pvdf涂覆的pe/pp/pe隔膜，電解液采用低溫及安全較好的電解液，這樣特定的選材組合大大提升了電池的低溫性能及安全性能。
14、進一步地，在制備正負極片時，通過選擇合適種類和結構的核殼型鎳鈷錳酸鋰進行硼包覆作為正極片的活性物質，選擇合適組成和結構的納米硅基負極材料作為負極片活性物質，選擇合適的硼元素的包覆量，改性鎳鈷錳酸鋰的粒徑和比表面積，納米硅基負極材料的石墨含量、粒徑和比表面積，正負極漿料的涂布量、漿料組成，正負極片的厚度和壓實密度；在制備隔膜時，選擇合適的隔膜厚度和聚偏氟乙烯的覆蓋厚度，制備電解液時，選擇合適種類和比例的溶劑和添加劑，進一步提高了電池的低溫及安全性能。
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1.一種電芯，其特征在于，所述電芯包括正極片、負極片、隔膜和電解液；其中，
2.根據權利要求1所述的電芯，其特征在于，以核殼型鎳鈷錳酸鋰中鎳元素、鈷元素和錳元素的總重量為基準，從所述核殼型鎳鈷錳酸鋰的核心到核表面，鎳元素的含量的變化率為3-5wt％/μm，錳元素的含量的變化率為3-5wt％/μm；
3.根據權利要求1或2所述的電芯，其特征在于，所述改性鎳鈷錳酸鋰的D50粒徑為8-12μm，比表面積為0.5-2m2/g。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的電芯，其特征在于，所述納米硅基負極材料的D50粒徑為7-13μm，比表面積為5-9m2/g；
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的電芯，其特征在于，所述正極片由包括所述改性鎳鈷錳酸鋰的正極漿料涂布于正極集流體表面而得，所述負極片由包括所述納米硅基負極材料的負極漿料涂布于負極集流體表面而得；
6.根據權利要求1-5中任意一項所述的電芯，其特征在于，所述隔膜為表面覆蓋有聚偏氟乙烯的PE/PP/PE隔膜；
7.根據權利要求1-6中任意一項所述的電芯，其特征在于
8.一種電芯的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：將正極片、負極片和隔膜卷繞制成極組，并注入電解液，制得所述電芯；其中，
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述正極片的制備方法包括：將所述改性鎳鈷錳酸鋰、導電劑、粘結劑和溶劑進行混合，得到正極漿料，然后將所述正極漿料涂布于正極集流體的表面，再進行碾壓和分條，得到所述正極片；
10.一種權利要求8或9所述的制備方法制得的電芯。
11.一種軟包鋰離子電池，其特征在于，所述電池包括權利要求1-7、10中任意一項所述的電芯；
12.一種權利要求11所述的軟包鋰離子電池作為低溫移動電源的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種電芯，其特征在于，所述電芯包括正極片、負極片、隔膜和電解液；其中，
2.根據權利要求1所述的電芯，其特征在于，以核殼型鎳鈷錳酸鋰中鎳元素、鈷元素和錳元素的總重量為基準，從所述核殼型鎳鈷錳酸鋰的核心到核表面，鎳元素的含量的變化率為3-5wt％/μm，錳元素的含量的變化率為3-5wt％/μm；
3.根據權利要求1或2所述的電芯，其特征在于，所述改性鎳鈷錳酸鋰的d50粒徑為8-12μm，比表面積為0.5-2m2/g。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的電芯，其特征在于，所述納米硅基負極材料的d50粒徑為7-13μm，比表面積為5-9m2/g；
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的電芯，其特征在于，所述正極片由包括所述改性鎳鈷錳酸鋰的正極漿料涂布于正極集流體表面而得，所述負極片由包括所述納米硅基負極材料的負極漿料涂布于負極集流體表面而得；
6.根據權...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳剛，陳婧妍，蘇金然，胡丹丹，
申請(專利權)人：江蘇海四達電源有限公司，
類型：發明
國別省市：
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