本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是指一种圆柱状高倍率钴酸锂软包电池。
背景技术：
随着现代社会信息化和智能化的高速发展，以及环境污染和能源匮乏日渐严重，社会对蓄电器件的容量和输出功率要求越来越高，锂离子电池和电容器等成为当前研究热点。锂离子电池具有能量密度高、自放电率低等优点，但倍率性能不理想，功率密度较低。
钴酸锂锂离子电池是目前常用的锂离子电池，为了满足实际加工可操作性需要，目前的圆柱软包电池由于卷绕电芯结构所限，电池的电芯正负极只能采用单极耳结构，故超高倍率电芯将变得困难，往往可以只能做到5-10C倍率循环要求。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种圆柱状高倍率钴酸锂软包电池，具有倍率性能优异、循环性能好、安全性高和成本低廉的特点。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种圆柱状高倍率钴酸锂软包电池，包括正极片、负极片，所述正极片和负极片之间设有隔离膜，所述正极片、隔离膜、负极片通过卷绕方式形成圆柱状。
所述正极片包括钴酸锂活性材料，所述钴酸锂活性材料的D50为4-6μm、比表面积为0.5-0.8m2/g之间，所述正极片的压实密度为3.0-3.6 g/cm3。采用更小颗粒正极材料，缩短锂离子的扩散距离，增加比表面积，提升电解液浸润性及接触面积，采用葡萄糖或者蔗糖混匀，然后高温烧结，在颗粒表面形成均匀的导电炭黑，降低材料的电化学阻抗，进而提升电池的倍率及功率性能。
所述负极片包括中间相碳微球，所述中间相碳微球的D50为6-9μm、比表面积为2.1-2.5m2/g。采用更小颗粒负极材料，缩短锂离子的扩散距离，增加比表面积，提升电解液浸润性及接触面积，采用无定型碳包覆工艺，降低材料的电化学阻抗，进而提升电池的倍率及功率性能。
进一步地，所述圆柱状高倍率钴酸锂软包电池还包括壳体，所述壳体为铝塑膜。
进一步地，所述圆柱状高倍率钴酸锂软包电池还包括电解液，所述电解液的电导率在12.5±0.5mS/cm、锂盐浓度在1.2-1.5mol/L。
进一步地，所述正极片还包括导电剂，所述导电剂为SP、KS-6和CNT浆料的混合物。
进一步地，在所述CNT浆料中，所述碳纳米管的比表面积为220-280m2/g、管径为6-8nm、管长为5-10μm、纯度为99.9%以上。
进一步地，所述正极片中，各个组分的质量占比为：钴酸锂活性材料为94-97份、SP为0.5-2份、KS-6为0.5-2份、CNT浆料为 1.0-1.5份。
进一步地，所述正极片还设有极耳，所述极耳设置在所述正极片的中部，所述正极片为黑胶黑胶0.15mm×6mm铜镀镍复合极耳。在本发明的极耳中，金属带采用铜带用化学镀镀上0.1-0.2μm的镍层，极耳胶采用PP/铁氟龙网/PP的三层结构，保证密封性，保证电池倍率放电120℃下，不融胶开裂。
进一步地，所述正极片为双面涂布设计，所述正极片的单面面度度为11-13mg/cm2，所述正极片对辊厚度为85-95μm。
进一步地，所述隔离膜为干法PP膜、湿法PE膜或PP/PE/PP复合膜。为了有效保证电池的倍率性能，本发明采用高孔隙率隔离膜，孔隙率控制在45-55%之间。
本发明一种圆柱状高倍率钴酸锂软包电池，具有如下的有益效果：
第一、倍率性能优异，通过合理的正极材料配比和负极材料配比，本发明所得的电芯倍率性能可以满足15C-25C倍率放电需求；
第二、循环性能好，本发明所得的电池可以满足1C/20A倍率循环300周保持率90%以上，倍率循环性能优秀，具有大倍率循环性好的特点，而其它叠片结构循环大多在100周以内；
第三、安全性高，采用卷绕方式制作高倍率的钴酸锂软包电池，此圆柱卷绕结构相对叠片结构具有安全性能好的优势；
第四、成本低廉，采用卷绕结构，相对于叠片结构方式的倍率型电池，有效优化工序节约工序成本；通过优化材料体系的方式在极片中部设置极耳的方式有效降低加工难度节省人工成本。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及对本发明产品作进一步详细的说明。
实施例1
本发明公开了一种圆柱状高倍率钴酸锂软包电池，包括正极片、负极片，所述正极片和负极片之间设有隔离膜，所述正极片、隔离膜、负极片通过卷绕方式形成圆柱状; 所述正极片包括钴酸锂活性材料，所述钴酸锂活性材料的D50为4-6μm、比表面积为0.5-0.8m2/g之间，所述正极片的压实密度为3.6 g/cm3；所述负极片包括中间相碳微球，所述中间相碳微球的D50为6-9μm、比表面积为2.3m2/g。
在本实施例中，所述圆柱状高倍率钴酸锂软包电池还包括壳体，所述壳体为铝塑膜。所述圆柱状高倍率钴酸锂软包电池还包括电解液，所述电解液的电导率在12.5±0.5mS/cm、锂盐浓度在1.2mol/L。所述正极片还包括导电剂，所述导电剂为SP、KS-6和CNT浆料的混合物。在所述CNT浆料中，所述碳纳米管的比表面积为220-280m2/g、管径为6-8nm、管长为5-10μm、纯度为99.9%以上。所述正极片中，各个组分的质量占比为：钴酸锂活性材料为97份、SP为1.0份、KS-6为0.5份、CNT浆料为 1.5份。所述正极片还设有极耳，所述极耳设置在所述正极片的中部，所述正极片为黑胶黑胶0.15mm×6mm铜镍镀复合极耳。所述正极片为双面涂布设计，所述正极片的单面面度度为12mg/cm2，所述正极片对辊厚度为85μm、所述隔离膜为干法PP膜。
实施例2
本发明公开了一种圆柱状高倍率钴酸锂软包电池，包括正极片、负极片，所述正极片和负极片之间设有隔离膜，所述正极片、隔离膜、负极片通过卷绕方式形成圆柱状; 所述正极片包括钴酸锂活性材料，所述钴酸锂活性材料的D50为4-6μm、比表面积为0.5-0.8m2/g之间，所述正极片的压实密度为3.3 g/cm3；所述负极片包括中间相碳微球，所述中间相碳微球的D50为6-9μm、比表面积为2.1m2/g。
在本实施例中，所述圆柱状高倍率钴酸锂软包电池还包括壳体，所述壳体为铝塑膜。所述圆柱状高倍率钴酸锂软包电池还包括电解液，所述电解液的电导率在12.5±0.5mS/cm、锂盐浓度在1.5mol/L。所述正极片还包括导电剂，所述导电剂为SP、KS-6和CNT浆料的混合物。在所述CNT浆料中，所述碳纳米管的比表面积为220-280m2/g、管径为6-8nm、管长为5-10μm、纯度为99.9%以上。所述正极片中，各个组分的质量占比为：钴酸锂活性材料为96.25份、SP为0.5份、KS-6为2份、CNT浆料为 1.25份。所述正极片还设有极耳，所述极耳设置在所述正极片的中部，所述正极片为黑胶黑胶0.15mm×6mm铜镀镍极耳。所述正极片为双面涂布设计，所述正极片的单面面度度为11mg/cm2，所述正极片对辊厚度为95μm、所述隔离膜为湿法PE膜。
实施例3
本发明公开了一种圆柱状高倍率钴酸锂软包电池，包括正极片、负极片，所述正极片和负极片之间设有隔离膜，所述正极片、隔离膜、负极片通过卷绕方式形成圆柱状; 所述正极片包括钴酸锂活性材料，所述钴酸锂活性材料的D50为4-6μm、比表面积为0.5-0.8m2/g之间，所述正极片的压实密度为3.0 g/cm3；所述负极片包括中间相碳微球，所述中间相碳微球的D50为6-9μm、比表面积为2.5m2/g。
在本实施例中，所述圆柱状高倍率钴酸锂软包电池还包括壳体，所述壳体为铝塑膜。所述圆柱状高倍率钴酸锂软包电池还包括电解液，所述电解液的电导率在12.5±0.5mS/cm、锂盐浓度在1.35mol/L。所述正极片还包括导电剂，所述导电剂为SP、KS-6和CNT浆料的混合物。在所述CNT浆料中，所述碳纳米管的比表面积为220-280m2/g、管径为6-8nm、管长为5-10μm、纯度为99.9%以上。所述正极片中，各个组分的质量占比为：钴酸锂活性材料为94份、SP为2份、KS-6为1.25份、CNT浆料为 1.0份。所述正极片还设有极耳，所述极耳设置在所述正极片的中部，所述正极片为黑胶黑胶0.15mm×6mm铜镀镍极耳。所述正极片为双面涂布设计，所述正极片的单面面度度为13mg/cm2，所述正极片对辊厚度为90μm、所述隔离膜为湿法PP/PE复合膜。
实施例4
本发明公开了一种圆柱状高倍率钴酸锂软包电池，包括正极片、负极片，所述正极片和负极片之间设有隔离膜，所述正极片、隔离膜、负极片通过卷绕方式形成圆柱状; 所述正极片包括钴酸锂活性材料，所述钴酸锂活性材料的D50为4-6μm、比表面积为0.5-0.8m2/g之间，所述正极片的压实密度为3.2 g/cm3；所述负极片包括中间相碳微球，所述中间相碳微球的D50为6-9μm、比表面积为2.4m2/g。
在本实施例中，所述圆柱状高倍率钴酸锂软包电池还包括壳体，所述壳体为铝塑膜。所述圆柱状高倍率钴酸锂软包电池还包括电解液，所述电解液的电导率在12.5±0.5mS/cm、锂盐浓度在1.3mol/L。所述正极片还包括导电剂，所述导电剂为SP、KS-6和CNT浆料的混合物。在所述CNT浆料中，所述碳纳米管的比表面积为220-280m2/g、管径为6-8nm、管长为5-10μm、纯度为99.9%以上。所述正极片中，各个组分的质量占比为：钴酸锂活性材料为96份、SP为1.5份、KS-6为1.5份、CNT浆料为 1.0份。所述正极片还设有极耳，所述极耳设置在所述正极片的中部，所述正极片为黑胶黑胶0.15mm×6mm铜镀镍极耳。所述正极片为双面涂布设计，所述正极片的单面面度度为11.3mg/cm2，所述正极片对辊厚度为88μm、所述隔离膜为干法PP膜。
实施例5
本发明公开了一种圆柱状高倍率钴酸锂软包电池，包括正极片、负极片，所述正极片和负极片之间设有隔离膜，所述正极片、隔离膜、负极片通过卷绕方式形成圆柱状; 所述正极片包括钴酸锂活性材料，所述钴酸锂活性材料的D50为4-6μm、比表面积为0.5-0.8m2/g之间，所述正极片的压实密度为3.5 g/cm3；所述负极片包括中间相碳微球，所述中间相碳微球的D50为6-9μm、比表面积为2.2m2/g。
在本实施例中，所述圆柱状高倍率钴酸锂软包电池还包括壳体，所述壳体为铝塑膜。所述圆柱状高倍率钴酸锂软包电池还包括电解液，所述电解液的电导率在12.5±0.5mS/cm、锂盐浓度在1.3mol/L。所述正极片还包括导电剂，所述导电剂为SP、KS-6和CNT浆料的混合物。在所述CNT浆料中，所述碳纳米管的比表面积为220-280m2/g、管径为6-8nm、管长为5-10μm、纯度为99.9%以上。所述正极片中，各个组分的质量占比为：钴酸锂活性材料为96份、SP为0.8份、KS-6为0.8份、CNT浆料为 1.1份。所述正极片还设有极耳，所述极耳设置在所述正极片的中部，所述正极片为黑胶黑胶0.15mm×6mm铜镀镍极耳。所述正极片为双面涂布设计，所述正极片的单面面度度为11mg/cm2，所述正极片对辊厚度为92μm、所述隔离膜为干法PP膜。
为了评估本发明所得的锂离子电池的性能，分别对实施例1-5所得的产品进行性能测试，结果如表1所示：
表1 性能测试测试结果
从表1可以看到，本发明所得锂离子电池在电性能、安全性新、倍率性能、循环性能均表现优异，具有较好的应用前景。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。