电池正极片及其制造方法和锂离子电池及其制造方法与流程

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池正极片、该电池正极片的制造方法、具有该电池正极片的锂离子电池及该锂离子电池的制造方法。

背景技术：

随着锂离子电池行业不断发展，18650锂离子电池(电池直径18mm、高度65mm)由于其尺寸标准化、成组方式灵活，因此成为电池包装领域的首选型号。现有技术中，18650型锂离子电池正极片的宽度为55mm-56mm，然而，由于锂电池原材料技术水平的限制，18650型锂离子电池容量有限，能量密度偏低，很难再提升，难以满足市场上对电池容量的要求。

技术实现要素：

本发明的第一个目的在于提供一种电池正极片，其旨在解决现有锂离子电池容量小的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供的方案是：电池正极片，其宽度为65mm±5mm，所述电池正极片包括正极金属基片、与所述正极金属基片导电连接的正极耳和涂覆于所述正极金属基片外的正极涂层，所述正极涂层包括如下重量份数的组分：

正极活性物质88.0％-98.6％；

正极粘结剂1.0％-7.0％；

正极导电剂0.4％-14.0％；

所述正极活性物质为磷酸盐类材料，所述正极导电剂包括颗粒状正极导电剂和纤维状正极导电剂中的至少一种。

可选地，所述正极涂层包括如下重量份数的组分：正极活性物质94.8％；颗粒状正极导电剂1.0％；纤维状正极导电剂1.2％；正极粘结剂3.0％；或者，

所述正极涂层包括如下重量份数的组分：正极活性物质95.3％；颗粒状正极导电剂0.9％；纤维状正极导电剂1.0％；正极粘结剂2.8％；或者，

所述正极涂层包括如下重量份数的组分：正极活性物质95.5％；颗粒状正极导电剂0.8％；纤维状正极导电剂0.9％；正极粘结剂2.8％。

可选地，所述正极活性物质为lifepo4、limnpo4、limnxfe1-xpo4、li3v2(po4)3中的至少一者，0<x<1；且/或，

所述正极导电剂包括颗粒状正极导电剂和纤维状正极导电剂，所述颗粒状正极导电剂和所述纤维状正极导电剂在所述正极涂层中所占的重量份数分别为0.2％～7.0％和0.2％～7.0％，所述颗粒状正极导电剂为导电石墨或者导电碳黑所述纤维状正极导电剂为碳纳米管或者碳纤维或者碳纳米管与石墨烯的组合；且/或，

所述正极粘结剂为聚偏氟乙烯或者聚乙烯醇；且/或，

所述正极金属基片的厚度为12μm±2μm，所述电池正极片的厚度为155μm±5μm；且/或，

所述正极金属基片为铝箔片；且/或，

所述正极涂层包括两个间隔涂覆于所述正极金属基片之顶面的正极顶部涂覆层和两个间隔涂覆于所述正极金属基片之底面的正极底部涂覆层，且两个所述正极顶部涂覆层之间的间隙与两个所述正极底部涂覆层之间的间隙呈上下正对位设置，所述正极耳焊接于两个所述正极顶部涂覆层的间隙内。

本发明的第二个目的在于提供一种上述的电池正极片的制造方法，包括如下步骤：

正极浆料制备步骤，将所述正极粘结剂、所述颗粒状导电剂、所述纤维状导电剂按所述正极涂层中的重量份数比例混合，加入氮-甲基吡咯烷酮溶剂中混合，制成正极导电剂胶液，在所述正极导电剂胶液内加入所述正极活性物质和氮-甲基吡咯烷酮溶剂，制成固含量为40％～75％的正极浆料；

正极浆料涂覆步骤，将所述正极浆料涂覆在所述正极金属基片上，制得正极涂覆中间产品；

正极浆料干燥固化步骤，将所述正极涂覆中间产品放置于120℃～150℃的环境中进行干燥固化，以将所述正极浆料干燥固化为所述正极涂层，制得正极固化中间产品；

正极片加工步骤，对所述正极固化中间产品依次进行辊压、裁剪加工，制得正极片半成品；

正极耳焊接步骤，在所述正极片半成品上焊接正极耳，制得所述电池正极片。

可选地，所述正极浆料涂覆步骤的实施方式为：在所述正极金属基片的顶面和底面分别间隔涂覆所述正极浆料，以在所述正极金属基片的顶面形成两个间隔设置的正极顶部涂覆层，在所述正极金属基片的底面形成两个间隔设置的正极底部涂覆层，且两个所述正极顶部涂覆层之间的间隙与两个所述正极底部涂覆层之间的间隙呈上下正对位设置；所述正极耳焊接步骤中，所述正极耳焊接于所述正极片半成品的两个所述正极顶部涂覆层的间隙内；且/或，

所述正极浆料制备步骤中，所述正极浆料的固含量为47％或者48％或者50％；且/或，

所述正极片加工步骤的实施方式为：将所述正极固化中间产品辊压为150μm±5μm厚的第一片体，将所述第一片体裁剪为65mm±5mm宽的长条形片体，制得所述正极片半成品。

本发明的第三个目的在于提供一种锂离子电池，包括电池外壳、电池负极片、第一隔膜、第二隔膜、电解液和上述的电池正极片，所述电池正极片、所述电池负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述电解液都设于所述电池外壳内，且所述电池正极片、所述电池负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜都浸于所述电解液内，所述电池负极片位于所述电池正极片与所述电池外壳之间，所述第一隔膜设于所述电池正极片与所述电池负极片之间，所述第二隔膜设于所述电池外壳与所述电池负极片之间，所述电池负极片包括负极金属基片和涂覆于所述负极金属基片外的负极涂层，所述负极涂层包括如下重量份数的组分：

负极活性物质86.0％～97.0％；

负极导电剂0.2％～6.0％；

悬浮剂1.2％～4.0％；

负极粘结剂1.4％～3.4％。

可选地，所述负极涂层包括如下重量份数的组分：负极活性物质94.8％，负极导电剂1.5％，悬浮剂1.5％，负极粘结剂2.2％；或者，

所述负极涂层包括如下重量份数的组分：负极活性物质95.2％，负极导电剂1.0％，悬浮剂1.8％，负极粘结剂2.0％；或者，

所述负极涂层包括如下重量份数的组分：负极活性物质95.4％，负极导电剂0.8％，悬浮剂2.0％，负极粘结剂1.8％。

可选地，所述负极活性物质为石墨粉和硅基复合材料中的至少一者；且/或，

所述负极导电剂为导电碳黑或者导电石墨或者碳纳米管；且/或，

所述负极粘结剂为羧甲基纤维素钠或者丁苯橡胶或者聚丙烯酸或者海藻酸钠；且/或，

所述悬浮剂为羧甲基纤维素钠；且/或，

所述电池负极片的宽度为66.5mm±5mm且大于所述电池正极片的宽度，所述第一隔膜的宽度和所述第二隔膜的宽度都大于所述电池负极片的宽度且都为68.5mm±5mm；且/或，

所述负极金属基片的厚度为8μm±2μm，所述电池负极片的厚度为115μm±5μm；且/或，

所述负极金属基片为铜箔片；且/或，

所述电池外壳呈圆柱形，所述电池外壳的外径为18.25mm±0.35mm，所述电池外壳的高度为73mm±5mm；且/或，

所述第一隔膜和所述第二隔膜都为聚丙烯膜或聚乙烯膜或聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜的三层复合膜。

本发明的第四个目的在于提供一种上述锂离子电池的制造方法，包括如下步骤：分别制备所述电池外壳、所述电池正极片、所述电池负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述电解液，组装所述电池外壳、所述电池正极片、所述电池负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述电解液，所述电池正极片采用上述的电池正极片的制造方法制备；

所述电池负极片采用如下步骤制备：

负极浆料制备步骤，将所述悬浮剂按负极涂层中的重量份数比例和去离子水混合，制成固含量为1.5％±0.5％的悬浮剂胶液，按负极涂层中的重量份数比例加入所述负极活性物质、所述负极导电剂、所述负极粘结剂进行混合，再加入去离子水后混合均匀，制成固含量45％～55％的负极浆料；

负极浆料涂覆步骤，将所述负极浆料涂覆在所述负极金属基片上，以将所述负极浆料干燥固化为所述负极涂层，制得负极涂覆中间产品；

负极浆料干燥固化步骤，将所述负极涂覆中间产品放置于100℃～130℃的环境中进行干燥固化，制得负极固化中间产品；

负极片加工步骤，对所述负极固化中间产品依次进行辊压、裁剪加工，制得负极片半成品；

负极耳焊接步骤，在所述负极片半成品上焊接负极耳，制得所述电池负极片。

可选地，所述电池外壳、所述电池正极片、所述电池负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述电解液的组装方式为：将所述电池正极片、所述电池负极片、所述第一隔膜和所述第二隔膜按照第二隔膜、电池负极片、第一隔膜、电池正极片的顺序叠加后卷绕成圆柱状极组卷芯，将所述圆柱状极组卷芯装配于所述电池外壳内，制成半成品电芯，将所述半成品电芯烘烤24小时；在所述半成品电芯内注入电解液，然后对所述半成品电芯进行封口，制得半成品电池；将所述半成品电池在30℃～45℃的恒温条件下以先倒置浸润后正放浸润的方式进行浸润活化40小时，然后对所述半成品电池充电化成，制得所述锂离子电池。

本发明提供的电池正极片及其制造方法和锂离子电池及其制造方法，正极活性物质采用磷酸盐类材料，通过增加电池正极片的宽度，提高了正极活性物质的敷料量；同时通过对电池正极片上正极涂层的组分进行优化设计，从而提高了电池正极片的容量和正极涂层在正极金属基片上的附着力、降低电池正极片的电阻，进而可使得最终制成的锂离子电池容量达到2000mah，有效提高了锂离子电池的容量，且其还具有长循环寿命、倍率性能突出、安全性能可靠的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的电池正极片在焊接正极耳前的主视结构示意图；

图2是本发明实施例提供的电池正极片在焊接正极耳前的俯视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的电池正极片在焊接正极耳后的主视结构示意图；

图4是本发明实施例提供的电池正极片在焊接正极耳后的俯视结构示意图；

图5是本发明实施例提供的锂离子电池的内部结构示意图；

图6是本发明实施例提供的锂离子电池的外部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1-6所示，本发明实施例提供的电池正极片1，其宽度l为65mm±5mm；电池正极片1包括正极金属基片11、与正极金属基片11导电连接的正极耳13和涂覆于正极金属基片11外的正极涂层12，正极涂层12包括如下重量份数的组分：

正极活性物质88.0％-98.6％；

正极粘结剂1.0％-7.0％；

正极导电剂0.4％-14.0％；

正极活性物质为磷酸盐类材料，正极导电剂包括颗粒状正极导电剂和纤维状正极导电剂中的至少一种。

本发明实施例提供的电池正极片1，正极活性物质采用磷酸盐类材料，通过增加电池正极片1的宽度l，提高了正极活性物质的敷料量；同时通过对电池正极片1上正极涂层12的组分进行优化设计，从而提高了电池正极片1的容量和正极涂层12在正极金属基片11上的附着力、降低电池正极片1的电阻，进而可使得最终制成的锂离子电池容量达到2000mah，有效提高了锂离子电池的容量，且其还具有长循环寿命、倍率性能突出、安全性能可靠的优点。

具体地，电池正极片1在卷绕前为矩形片体，该矩形片体短边的尺寸即为电池正极片1的宽度l。电池正极片1在卷绕后为圆柱形片体，该圆柱形片体的高度即为电池正极片1的宽度l。本实施例将电池正极片1的宽度l设置在65mm±5mm范围之内，一方面有效增加了电池正极片1的宽度，另一方面便于控制最终制成的锂离子电池的高度h，再一方面利于保证电池正极片1和电池负极片3卷绕后，电池负极片3可以完全包住电池正极片1，利于保障锂离子电池的安全性能。

优选地，正极导电剂包括颗粒状正极导电剂和纤维状正极导电剂，颗粒状正极导电剂和纤维状正极导电剂在所述正极涂层中所占的重量份数分别为0.2％～7.0％和0.2％～7.0％。此处，电池正极片1的正极涂层12中同时采用颗粒状导电剂和纤维状导电剂两种不同的导电剂配合使用，由于两者在粒径、比表面积、结构状态、导电效果有区别，故两者结合相互补强，有一加一大于二的功效，从而利于减小电池的内阻，提高电池容量、循环性能和倍率性能。

优选地，正极涂层12包括如下重量份数的组分：正极活性物质94.8％；颗粒状正极导电剂1.0％；纤维状正极导电剂1.2％；正极粘结剂3.0％；或者，正极涂层12包括如下重量份数的组分：正极活性物质95.3％；颗粒状正极导电剂0.9％；纤维状正极导电剂1.0％；正极粘结剂2.8％；或者，正极涂层12包括如下重量份数的组分：正极活性物质95.5％；颗粒状正极导电剂0.8％；纤维状正极导电剂0.9％；正极粘结剂2.8％。经试验测试可知，正极涂层12采用这些重量份数的组分，其取得的提高电池正极片1容量、提高正极涂层12在正极金属基片11上附着力、提高电池正极片1循环性能和提高锂离子电池安全性能的效果都比较显著。

优选地，正极活性物质为lifepo4、limnpo4、limnxfe1-xpo4、li3v2(po4)3中的至少一者(任意一种或者任意结合)，0<x<1。此处，通过对正极活性物质的材料进行优化设计，充分保证了电池正极片1的容量，从而利于保证最终制成锂离子电池的容量、长循环寿命、倍率性能、安全性能。

优选地，颗粒状正极导电剂为导电石墨或者导电碳黑。此处，通过对颗粒状正极导电剂的材料进行优化设计，这样利于与纤维状正极导电剂配合，有效减小电池的内阻。

更为优选地，颗粒状正极导电剂为导电碳黑350g、sp-li、乙炔黑、科琴黑、导电石墨ks-6、导电石墨ks-15、导电石墨sfg-6、导电石墨sfg-15中的任意一种。

优选地，所述纤维状正极导电剂为碳纳米管(cnt)或者碳纤维(vgcf)或者碳纳米管与石墨烯的组合。此处，通过对纤维状正极导电剂的材料进行优化设计，这样利于与颗粒状正极导电剂配合，有效减小电池的内阻。

优选地，正极粘结剂为聚偏氟乙烯pvdf或者聚乙烯醇pva，正极粘结剂采用这两种粘结剂，可保证正极涂层12与正极金属基片11具有良好的粘接性能。

优选地，正极金属基片11的厚度t1为12μm±2μm，电池正极片1的厚度t2为155μm±5μm，这样，在保证电池正极片1体型较小的前提下，利于发挥正极活性物质的最佳性能。

优选地，正极金属基片11为铝箔片，其可满足电池正极片1的导电性能要求，且质量轻，成本低。

优选地，正极涂层12包括两个间隔涂覆于正极金属基片11之顶面的正极顶部涂覆层121和两个间隔涂覆于正极金属基片11之底面的正极底部涂覆层122，且两个正极顶部涂覆层121之间的间隙与两个正极底部涂覆层122之间的间隙呈上下正对位设置，正极耳13焊接于两个正极顶部涂覆层121的间隙内。此处，通过对正极金属基片11、正极耳13和正极涂层12的相对位置进行优化设计，将正极耳13焊接于两个正极顶部涂覆层121的间隙内，可使得最终制成的锂离子电池内阻小，利于循环。

进一步地，本发明实施例还提供了上述电池正极片1的制造方法，其包括如下步骤：

正极浆料制备步骤，将正极粘结剂、颗粒状导电剂、纤维状导电剂按正极涂层12中的重量份数比例混合，加入氮-甲基吡咯烷酮(nmp)溶剂中混合，制成正极导电剂胶液，在正极导电剂胶液内加入正极活性物质(按正极涂层12中的重量份数比例加)和氮-甲基吡咯烷酮溶剂，制成固含量为40％～75％的正极浆料；

正极浆料涂覆步骤，将正极浆料涂覆在正极金属基片11上，制得正极涂覆中间产品；

正极浆料干燥固化步骤，将正极涂覆中间产品放置于120℃～150℃的环境中进行干燥固化，以将正极浆料干燥固化为正极涂层12，制得正极固化中间产品；

正极片加工步骤，对正极固化中间产品依次进行辊压、裁剪加工，制得正极片半成品；

正极耳焊接步骤，在正极片半成品上焊接正极耳13，制得电池正极片1。

本发明实施例提供的电池正极片1的制造方法中，溶剂采用氮-甲基吡咯烷酮溶剂，正极浆料的固含量设为40％～75％，在120℃～150℃的环境中将正极浆料干燥固化为正极涂层12，既便于正极浆料在正极金属基片11上的涂覆操作，又利于保证正极浆料的干燥固化效率较快。本发明实施例提供的电池正极片1的制造方法，其制造工艺简单，生产效率高，且由此制得的电池正极片1，电池正极片1的容量高，正极涂层12在正极金属基片11上的附着力强，电池正极片1的电阻低，利于提升锂离子电池的容量、循环性能和安全性能。

优选地，正极浆料涂覆步骤的实施方式为：在正极金属基片11的顶面和底面分别间隔涂覆正极浆料，以在正极金属基片11的顶面形成两个间隔设置的正极顶部涂覆层121，在正极金属基片11的底面形成两个间隔设置的正极底部涂覆层122，且两个正极顶部涂覆层121之间的间隙与两个正极底部涂覆层122之间的间隙呈上下正对位设置。采用这种涂覆方式，主要是便于给正极耳13预留焊接位。

优选地，正极耳焊接步骤中，正极耳13焊接于正极片半成品的两个正极顶部涂覆层121的间隙内。这样，利于保证正极耳13可以实现与正极金属基片11的导电接触。

优选地，正极浆料制备步骤中，正极浆料的固含量为47％或者48％或者50％，这样利于同时兼顾正极浆料的涂覆性能和干燥固化效率。

优选地，正极片加工步骤的实施方式为：将正极固化中间产品辊压为155μm±5μm厚的第一片体，将第一片体裁剪为65mm±5mm宽的长条形片体，制得正极片半成品。

进一步地，本发明实施例还提供了一种锂离子电池，其包括电池外壳2、电池负极片3、第一隔膜4、第二隔膜5、电解液和上述的电池正极片1，电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4、第二隔膜5和电解液都设于电池外壳2内，且电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4、第二隔膜5都浸于电解液内，电池负极片3位于电池正极片1与电池外壳2之间，第一隔膜4设于电池正极片1与电池负极片3之间，第二隔膜5设于电池外壳2与电池负极片3之间。本发明实施例提供的锂离子电池，由于采用了上述的电池正极片1，故，有效提升锂离子电池的容量、循环性能和安全性能。其正极活性物质为磷酸盐类材料，电池容量达到2000mah以上，且具有长循环寿命，倍率性能突出，安全性能可靠的特点，有效提高了锂离子电池的电池能量。

优选地，电池负极片3包括负极金属基片和涂覆于负极金属基片外的负极涂层，负极涂层包括如下重量份数的组分：负极活性物质86.0％～97.0％；负极导电剂0.2％～6.0％；悬浮剂1.2％～4.0％；负极粘结剂1.4％～3.4％。此处，通过对负极涂层的组分进行优化设计，提高了电池负极片3的容量和负极涂层在负极金属基片上的附着力，降低了电池负极片3的电阻，进而利于进一步提升锂离子电池的容量、循环性能和安全性能。此外，悬浮剂的设置，可在制好的负极浆料中，使负极导电剂、负极活性物质分散良好并处于悬浮状态，保障负极浆料后续加工过程(涂覆过程)的稳定性，避免负极导电剂发生团聚、避免负极活性物质沉降。

优选地，负极涂层包括如下重量份数的组分：负极活性物质94.8％，负极导电剂1.5％，悬浮剂1.5％，负极粘结剂2.2％；或者，负极涂层包括如下重量份数的组分：负极活性物质95.2％，负极导电剂1.0％，悬浮剂1.8％，负极粘结剂2.0％；或者，负极涂层包括如下重量份数的组分：负极活性物质95.4％，负极导电剂0.8％，悬浮剂2.0％，负极粘结剂1.8％。经试验测试可知，负极涂层采用这些重量份数的组分，其取得的提高电池负极片3容量、提高负极涂层在负极金属基片上附着力和降低电池负极片3电阻的效果都比较显著。

优选地，负极活性物质为石墨粉和硅基复合材料中的至少一者。石墨粉具体可为天然石墨粉或者人造石墨粉。此处，通过对负极活性物质的材料进行优化设计，充分保证了电池负极片3的容量。

优选地，负极导电剂为导电碳黑或者导电石墨或者碳纳米管。此处，通过对负极导电剂的材料进行优化设计，利于减小电池的内阻。

更为优选地，负极导电剂为导电碳黑350g、sp-li、导电石墨ks-6、导电石墨sfg-6、科琴黑ecp、科琴黑ecp-600jd、碳纳米管cnt中的任意一种。

优选地，负极粘结剂为羧甲基纤维素钠(cmc)或者丁苯橡胶(sbr)或者聚丙烯酸(paa)或者海藻酸钠。此处，通过对负极粘结剂的材料进行优化设计，利于保证负极涂层与负极金属基片具有良好的粘接性能。

优选地，悬浮剂为羧甲基纤维素钠(cmc)。此处，悬浮剂采用羧甲基纤维素钠，除了可在制好的负极浆料中使负极导电剂、负极活性物质处于悬浮状态外，同时，可利用羧甲基纤维素钠的粘结能力，与负极粘结剂协同作用，提高电池负极片3烘干后负极涂层各组分之间以及负极涂层与负极金属基片之间的附着力。

优选地，电池负极片3的宽度为66.5mm±5mm，且电池负极片3的宽度大于电池正极片3的宽度，第一隔膜4的宽度和第二隔膜5的宽度都大于所述电池负极片3的宽度且都为68.5mm±5mm。由于电池正极片1的宽度为65mm±5mm，故，此处，通过对电池负极片3、第一隔膜4和第二隔膜5的宽度进行优化设计，利于保证电池正极片1和电池负极片3卷绕后，电池负极片3可以完全包住电池正极片1，隔膜可以完全隔开电池正极片1和电池负极片3，且隔膜可以完全包覆住电池负极片3，充分保障了锂离子电池的安全性能。

优选地，负极金属基片的厚度为8μm±2μm，电池负极片3的厚度为115μm±5μm，这样，在保证电池负极片3体型较小的前提下，利于发挥负极活性物质的最佳性能。

优选地，负极金属基片为铜箔片，其导电性能佳，可满足电池负极片3的导电性能要求。

优选地，负极涂层包括涂覆于负极金属基片之顶面的负极顶部涂覆层和涂覆于负极金属基片之底面的负极底部涂覆层，负极耳焊接于负极金属基片的顶面并位于负极顶部涂覆层的旁侧。这样，便于电池封装时，负极耳在镀镍钢壳底部的焊接。

优选地，负极顶部涂覆层在负极金属基片表面的涂覆面积大于所述负极底部涂覆层在负极金属基片表面的涂覆面积。此处，在负极金属基片底面留大间隙不涂覆，由于在电池组装过程中，电池负极片卷绕后，负极金属基片底面的非涂覆区在卷芯最外圈，与其对位的是镀镍钢壳、没有正极材料，这样，在保证电池性能的前提下，利于降低成本。

优选地，负极金属基片为矩形片体，其具有两个间隔相对的长外边缘和两个间隔相对的短外边缘，负极耳靠近一个短外边缘焊接于负极金属基片的顶面，负极顶部涂覆层从负极金属基片的另一个短外边缘延伸至负极耳的旁侧，负极底部涂覆层的一端与负极顶部涂覆层之靠近负极耳的端部呈上下正对位设置、另一端与负极顶部涂覆层之远离负极耳的端部具有54.56mm±5mm的距离。此处，通过对负极金属基片、负极涂层和负极耳的位置进行优化设计，既可减小负极涂层的用量，又利于保证最终制成的锂离子电池的性能。

优选地，电池外壳2呈圆柱形，电池外壳2的外径d为18.25mm±0.35mm，电池外壳2的高度h为73mm±5mm。此处，通过对电池外壳2的形状进行优化设计，利于节省包装(pack)成本，提高包装效率，并可使得包装电池的电池组更小、更轻。

优选地，第一隔膜4和第二隔膜5都为具有微孔的聚丙烯薄膜或聚乙烯薄膜或聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯的三层复合薄膜。

作为本实施例的一较佳实施方案，锂离子电池为圆柱型，其外径d为18.25±0.35mm，高度h为73.0±5.0mm，实现电池重量能量密度和体积能量密度都比18650型锂离子电池提升11％～16％的有益效果，其可以代替18650型锂离子电池应用于数码、动力、储能等市场领域。

本发明实施例提供的锂离子电池，改变电池正极片1和电池负极片3上涂层的组分，增加电池正极片1和电池负极片3的宽度，从而提高活性物质的敷料量，以此提高电池容量；增加第一隔膜4和第二隔膜5的宽度，完全隔开电池正极片1和电池负极片3、并完全包裹住电池负极片3，保障锂离子电池的安全性能；此外，提高锂离子电池电解液的注液量，保障电解液量足够浸润电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4和第二隔膜5。

进一步地，本发明实施例还提供了上述锂离子电池的制造方法，包括如下步骤：分别制备电池外壳2、电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4、第二隔膜5和电解液，组装电池外壳2、电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4、第二隔膜5和电解液，电池正极片1采用上述的电池正极片1的制造方法制备。本发明实施例，由于采用了上述的电池正极片1的制造方法制备电池正极片1，故，有效优化了锂离子电池的制造工艺，并提升锂离子电池的容量、循环性能和安全性能。

优选地，电池负极片3采用如下步骤制备：

负极浆料制备步骤，将悬浮剂按负极涂层中的重量份数比例和去离子水混合，制成固含量为1.5％±0.5％的悬浮剂胶液，按负极涂层中的重量份数比例加入负极活性物质、负极导电剂、负极粘结剂进行混合，再加入去离子水后混合均匀，制成固含量45％～55％的负极浆料；

负极浆料涂覆步骤，将负极浆料涂覆在负极金属基片上，制得负极涂覆中间产品；

负极浆料干燥固化步骤，将负极涂覆中间产品放置于100℃～130℃的环境中进行干燥固化，制得负极固化中间产品；

负极片加工步骤，对负极固化中间产品依次进行辊压、裁剪加工，制得负极片半成品；

负极耳焊接步骤，在负极片半成品上焊接负极耳31，制得电池负极片3。

本发明实施例提供的电池负极片3的制造方法中，溶剂采用去离子水，负极浆料的固含量设为45％～55％，在100℃～130℃的环境中将负极浆料干燥固化为负极涂层，既便于负极浆料在负极金属基片上的涂覆操作，又利于保证负极浆料的干燥固化效率较快。本发明实施例提供的电池负极片3的制造方法，其制造工艺简单，生产效率高，且由此制得的电池负极片3，电池负极片3的容量高，负极涂层在负极金属基片上的附着力强，电池负极片3的电阻低，利于提升锂离子电池的容量、循环性能和安全性能。

优选地，负极浆料涂覆步骤的实施方式为：在负极金属基片的顶面和底面分别间隔涂覆负极浆料，以在负极金属基片的顶面形成至少两个间隔设置的负极顶部涂覆层，在负极金属基片的底面形成至少两个间隔设置的负极底部涂覆层。采用这种涂覆方式，主要是便于给负极耳31预留焊接位。

优选地，负极耳焊接步骤中，负极耳31焊接于负极片半成品的两个负极顶部涂覆层的间隙内。这样，利于保证负极耳31可以实现与负极金属基片的导电接触。

优选地，负极浆料制备步骤中，负极浆料的固含量为50％或者48％或者49％，这样利于同时兼顾负极浆料的涂覆性能和干燥固化效率。

优选地，负极片加工步骤的实施方式为：将负极固化中间产品辊压为130μm±5μm厚的第二片体，将第二片体裁剪为66.5mm±5mm宽的长条形片体，制得正极片半成品。

优选地，电池外壳2、电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4、第二隔膜5和电解液的组装方式为：将电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4和第二隔膜5按照第二隔膜5、电池负极片3、第一隔膜4、电池正极片1的顺序叠加后卷绕成圆柱状极组卷芯，将圆柱状极组卷芯装配于电池外壳2内，制成半成品电芯，将半成品电芯烘烤24小时；在半成品电芯内注入电解液，然后对半成品电芯进行封口，制得半成品电池；将半成品电池在30℃～45℃的恒温条件下以先倒置浸润后正放浸润的方式进行浸润活化40小时，然后对半成品电池充电化成，制得锂离子电池。此处，通过对锂离子电池的组装工艺进行优化设计，从而有效提高了锂离子电池的综合性能。具体地，其通过将半成品电芯的烘烤增加到24小时，降低了最终制得电池电芯的含水量；通过将电池活化浸润时间提高到40h，可使电解液充分浸润隔膜、电池正极片1和电池负极片3；同时，其通过改进电池的活化浸润方式，在30℃-45℃恒温条件下，电池先倒置浸润、后正放浸润，从而有效提高了浸润效果。

优选地，电池外壳2包括镀镍钢壳21和盖帽22。将圆柱状极组卷芯装配于电池外壳2内制成半成品电芯的具体实施方式为：将圆柱状极组卷芯装于镀镍钢壳21中，将负极耳31点焊于镀镍钢壳21的底部，再按设计参数进行辊槽；将正极耳13激光焊焊接在盖帽22的汇流片处，制成半成品电芯。

在镀镍钢壳21设计方面，由于电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4和第二隔膜5的宽度都增加，卷绕后的圆柱状极组卷芯高度增加，因此，相应增加镀镍钢壳21的高度，从而提高了镀镍钢壳21的内腔容积，保障了镀镍钢壳21辊槽后的下沿腔体能够完全容纳圆柱状极组卷芯，同时提高镀镍钢壳21的加工性能，保障镀镍钢壳21在加工过程的稳定性。

本发明实施例提供的锂离子电池的测试结果为：锂离子电池充放电限制电压为3.65v-2.00v，当以0.2ca电流对锂离子电池进行恒流恒压充电(截止电流为0.01ca)至电压为3.65v、再以0.2ca恒定电流对锂离子电池进行放电至电压为2.00v时，锂离子电池放电容量不低于标称容量；当以0.5ca恒流恒压充电和0.5ca恒流放电制度对锂离子电池进行充放电循环测试，第1000周锂离子电池容量保持率≥78.5％；当以0.5ca恒流恒压充电和1.0ca恒流放电制度对锂离子电池进行充放电循环测试，第800周锂离子电池容量保持率≥78.5％。

以下通过三个较佳实施例描述锂离子电池的制造方法和测试过程：

实施例1：

电池负极片3的制备：先将重量百分比为1.5％wt的悬浮剂cmc干粉和去离子水混合，制成固含量为1.5％的悬浮剂胶液，加入重量百分比为94.8％的石墨粉、1.5％的导电石墨、2.2％的sbr进行混合，再加入去离子水后混合均匀，制成固含量50％的负极浆料。将负极浆料间隙式涂覆在8μm厚的金属铜箔上，在100-130℃的温度下干燥后，辊压成厚度约111μm厚的第二片体，第二片体设计压实密度为不高于1.7g/cm³，裁剪成长条形，裁剪出的片体宽度为66.5mm，在间隙箔材处焊接负极耳31，制成电池负极片3。

电池正极片1的制备：先将重量百分比为3.0％wt的粘结剂pvdf干粉、重量百分比为1.0％wt的导电剂ks-6和重量百分比为1.2％wt的碳纳米管油性浆料混合，加入适量溶剂氮-甲基吡络烷酮(nmp)混合，制成导电剂胶液，加入重量百分比为94.8％的正极活性物质磷酸铁锂和适量nmp混合，制成固含量47％的正极浆料。将正极浆料间隙涂覆在12μm厚的金属铝箔上，在120-150℃的温度下干燥后，辊压成厚度约156μm厚的第一片体，第一片体设计压实密度为不高于2.7g/cm³，将第一片体裁剪成长条形，裁剪出的片体宽度为65mm，在间隙箔材处焊接正极耳13，制成电池正极片1。

锂离子电池的组装：将电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4和第二隔膜5按照第二隔膜5、电池负极片3、第一隔膜4、电池正极片1的顺序叠加后卷绕成圆柱状极组卷芯，所用隔膜(包括第一隔膜4和第二隔膜5)的宽度为68.5mm。将圆柱状极组卷芯套入镀镍钢壳21中，将负极耳31点焊于镀镍钢壳21的底部，再按设计参数进行辊槽；将正极耳13激光焊焊接在盖帽22汇流片处，制成半成品电芯。烘烤半成品电芯，注入6.5g电解液，按设计封口参数进行封口，制得半成品电池；将半成品电池活化，使电解液充分浸润正负极材料和隔膜；按照化成工艺给半成品电池充电化成后，即组装成锂离子电池。

锂离子电池的测试：锂离子电池充放电限制电压为3.65v-2.0v，当以0.2ca电流对锂离子进行恒流恒压充电(截止电流为0.01ca)至电压为3.65v、再以0.2ca恒定电流对锂离子电池进行放电至电压为2.0v时电池放电容量≥2000mah；当以0.5ca恒流恒压充电和0.5ca恒流放电制度对锂离子电池进行充放电循环测试，第1000周电池容量保持率≥78.5％；当以0.5ca恒流恒压充电和1.0ca恒流放电制度对电池进行充放电循环测试，第800周电池容量保持率≥78.5％。

实施例2：

电池负极片3的制备：先将重量百分比为1.8％wt的悬浮剂cmc干粉和去离子水混合，制成固含量为1.5％的悬浮剂胶液，加入重量百分比为95.2％的石墨粉、1.0％的导电石墨、2.0％的sbr进行混合，再加入去离子水后混合均匀，制成固含量48％的负极浆料。将负极浆料间隙涂覆在8μm厚的金属铜箔上，在100-130℃的温度下干燥后，辊压成厚度约115μm厚的第二片体，第二片体设计压实密度为不高于1.7g/cm³。将第二片体裁剪成长条形，裁剪出的片体宽度为66.5mm，在间隙箔材处焊接负极耳31，制成电池负极片3。

电池正极片1的制备：先将重量百分比为2.8％wt的粘结剂pvdf干粉、重量百分比为0.9％wt的导电剂ks-6和重量百分比为1.0％wt的碳纳米管油性浆料混合，加入适量溶剂氮-甲基吡络烷酮(nmp)混合，制成导电剂胶液，加入重量百分比为95.3％的正极活性物质磷酸铁锂和适量nmp混合，制成固含量50％的正极浆料。将正极浆料间隙涂覆在12μm厚的金属铝箔上，在120-150℃的温度下干燥后，辊压成厚度约153μm厚的第一片体，第一片体设计压实密度为不高于2.7g/cm³。将第一片体裁剪成长条形，裁剪出的片体宽度为65mm，在间隙箔材处焊接正极耳13，制成电池正极片1。

锂离子电池的组装：组装方式同实施例1，在此不再详述。

锂离子电池的测试：测试方法同实施例1，在此不再详述。测试结果：电池放电容量≥2050mah；当以0.5ca恒流恒压充电和0.5ca恒流放电制度对锂离子电池进行充放电循环测试，第1000周电池容量保持率≥80.5％；当以0.5ca恒流恒压充电和1.0ca恒流放电制度对电池进行充放电循环测试，第800周电池容量保持率≥80.0％。

实施例3：

电池负极片3的制备：先将重量百分比为2.0％wt的悬浮剂cmc干粉和去离子水混合，制成固含量为1.5％的悬浮剂胶液，加入重量百分比为95.4％的石墨粉、0.8％的导电石墨、1.8％的sbr进行混合，再加入去离子水后混合均匀，制成固含量49％的负极浆料。将负极浆料间隙涂覆在8μm厚的金属铜箔上，在100-130℃的温度下干燥后，辊压成厚度约116μm厚的第二片体，第二片体设计压实密度为不高于1.7g/cm³。将第二片体裁剪成长条形，裁剪出的片体宽度为66.5mm，在间隙箔材处焊接负极耳31，制成电池负极片3。

电池正极片1的制备：先将重量百分比为2.8％wt的粘结剂pvdf干粉、重量百分比为0.8％wt的导电剂ks-6和重量百分比为0.9％wt的碳纳米管油性浆料混合，加入适量溶剂氮-甲基吡络烷酮(nmp)混合，制成导电剂胶液，加入重量百分比为95.5％的活性物磷酸铁锂和适量nmp混合，制成固含量48％的正极浆料。将正极浆料间隙涂覆在12μm厚的金属铝箔上，在120-150℃的温度下干燥后，辊压成厚度约158μm厚的第一片体，第一片体设计压实密度为不高于2.7g/cm³。将第一片体裁剪成长条形，裁剪出的片体宽度为65mm，在间隙箔材处焊接正极耳13，制成电池正极片1。

锂离子电池的组装：组装方式同实施例1，在此不再详述。

锂离子电池的测试：测试方法同实施例1，在此不再详述。测试结果：电池放电容量≥2080mah；当以0.5ca恒流恒压充电和0.5ca恒流放电制度对锂离子电池进行充放电循环测试，第1000周电池容量保持率≥81.5％；当以0.5ca恒流恒压充电和1.0ca恒流放电制度对电池进行充放电循环测试，第800周电池容量保持率≥80.8％。

对比例：

电池负极片的制备：先将重量百分比为2.2％wt的悬浮剂cmc干粉和去离子水混合，制成固含量为1.8％的悬浮剂胶液，加入重量百分比为93.2％的石墨粉、2.2％的导电石墨、2.4％的sbr进行混合，再加入去离子水后混合均匀，制成固含量42％的负极浆料。将负极浆料间隙涂覆在8μm厚的金属铜箔上，在100-130℃的温度下干燥后，辊压成厚度约101μm厚的片体，片体设计压实密度为不高于1.6g/cm³，将片体裁剪成长条形，裁剪出的片体宽度为57.5mm，在间隙箔材处焊接负极耳，制成电池负极片。

电池正极片的制备：先将重量百分比为3.5％wt的粘结剂pvdf干粉、重量百分比为1.2％wt的导电剂ks-6和重量百分比为1.3％wt的碳纳米管油性浆料混合，加入适量溶剂氮-甲基吡络烷酮(nmp)混合，制成导电剂胶液，加入重量百分比为94.0％的活性物磷酸铁锂和适量nmp混合，制成固含量43％的正极浆料。将正极浆料间隙涂覆在14μm厚的金属铝箔上，在120-150℃的温度下干燥后，辊压成厚度约166μm厚的片体，该片体设计压实密度为不高于2.5g/cm³，将片体裁剪成长条形，裁剪出的片体宽度为55.5mm，在间隙箔材处焊接正极耳，制成电池正极片。

锂离子电池的组装：将电池正、负极片及隔膜按照“隔膜/负极片/隔膜/正极片”顺序叠加后卷绕成圆柱状极组，所用隔膜为宽度60.5mm、厚度16μm的聚乙烯薄膜。套入镀镍钢壳中，将负极耳点焊于钢壳底部，再辊槽；将正极耳激光焊焊接在盖帽汇流片处，制成半成品电芯。半成品电芯经过烘烤后，注入5.8g电解液，进行封口；再进行活化，使电解液充分浸润正负极材料和隔膜；给电池充电化成后，即组装成18650-1600mah电池。

电池的测试：电池充放电限制电压为3.65v-2.0v，当以0.2ca电流对电池进行恒流恒压充电(截止电流为0.01ca)至电压为3.65v、再以0.2ca恒定电流对电池进行放电至电压为2.0v时，电池放电容量1650mah；当以0.5ca恒流恒压充电和0.5ca恒流放电制度对电池进行充放电循环测试，第1000周电池容量保持率78.2％；当以0.5ca恒流恒压充电和1.0ca恒流放电制度对电池进行充放电循环测试，第800周电池容量保持率78.4％。

测试结果对照如下表1：

表1

表1示出了对比例(18650型锂离子电池)、实施例1、实施例2和实施例3中测试结果。从表1可知，本发明实施例1、实施例2、实施例3提供的锂离子电池，相比于现有18650型号锂离子电池而言，电池容量都得到了提高，且都达到了2000mah。另外，电池能量比18650型号锂离子电池提升了21％-26％。第1000周电池容量保持率和第800周电池容量保持率都大于或等于78.5％。

本发明实施例提供的锂离子电池，可应用于数码、动力、储能等市场领域，其正极活性物质使用磷酸铁锂材料，并对电池正极片1宽度和正极涂层12中正极活性物质、正极粘结剂、颗粒状正极导电剂、纤维状正极导电剂各组分比例的调整，实现电池容量达到2000mah，倍率性能突出，安全性能可靠。

本发明实施例提供的锂离子电池相对于现有18650型号的锂离子电池，具有如下有益效果：

1)能量更高。电池容量达到2000mah，18650型号的锂离子电池其最高容量为1650mah；本发明实施例提供的锂离子电池，单体电池能量比18650型号的锂离子电池提升21％-26％。

2)降低电池制造成本。与18650型锂离子电池相比，本发明实施例提供的锂离子电池在制造工艺、设备折旧、人工成本上没有差别，但其能量更高，按照每瓦时来计算成本，本实施例提供的锂离子电池显然更具优势。

3)本发明实施例提供的锂离子电池，电池循环寿命长，放电电压平台稳定，倍率性能突出，安全性能可靠。

4)包装效率提高，节省包装成本。由于本发明实施例提供的锂离子电池，能量密度比18650型锂离子电池高，因此，在锂离子电池下游包装工序，在相同能量产出的前提下，使用锂离子电池数量减少19％，因此带来包装生产效率上的提升，进而节省了设备折旧成本和包装人力成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。