本发明涉及电池领域，尤其涉及一种高能量密度电池的制备方法及电池。
背景技术：
：锂离子电池是一种高性能的二次电池，具有工作电压高、体积和重量能量密度高、寿命长、自放电率低、无记忆效应以及有益于环境等优点，广泛用于移动通讯设备、笔记本电脑、摄录放机、pda(个人数字助理)、数码相机、电动工具以及鱼雷、导弹等领域。因软包锂离子电池轻薄，外形尺寸灵活，更能满足一体化设计要求，在高端智能手机领域市场份额逐步提升。由内置电池设计即引入软包锂离子电池(区别于传统手机可替换电池的铝壳包装，主要使用铝塑膜包装)，相较传统铝壳电池，在消费电子产品细分市场起到关键作用。软包锂离子电池的质量能量密度高于铝壳电池，同样体积的电池(2ah～5ah)，软包锂离子电池要比铝壳电池轻10％-20％左右。一方面，中高端电子消费类产品(如智能手机、平板电脑、ipad等)日趋轻薄、一体便携化，进而对电池能量密度及产品外观的需求提升，软包锂离子电池在技术成熟度逐渐提升的条件下，具备替代铝壳电池的潜能，优势将进一步凸显。随着锂离子电池的爆发式增长，市场对电动汽车的续航里程等，也有了越来越高的要求，因此对动力电池能量密度的要求也越来越高。cn102024943a和cn101859888a专利中，提出克容量更高的富锂材料，虽然富锂材料的克容量能达到200mah/g以上，但由于本身晶格结构不稳定，存在首次效率低、高温存储差和循环过程中相变等问题，很难在动力电池上得到大规模应用。负极材料方面，越来越多的厂家在尝试硅碳负极材料，但由于硅材料在充放电过程中的体积效应，电池膨胀、粉化十分严重，目前主要还是应用于圆柱电池中。综上所述，现有技术的动力电池还存在许多缺陷，无法满足实际应用的需求，因此，有必要对现有技术进行改进。技术实现要素：本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高能量密度电池的制备方法及电池。本发明是通过以下技术方案实现的：一种高能量密度电池的制备方法，包括如下步骤：s1.采用铝塑膜对正负极极片进行封装处理得到封装电芯；s2.对所述电芯进行注液封口；s3.对注液后产品进行第一次抽空操作；抽空参数为：真空度-80～-101kpa，真空延时0.1-5s，封装时间1-10s，气压0.1-0.8mpa，上下封头温度160-200℃；s4.对得到的产品进行预充处理；s5.对产品进行第二次抽空操作；抽空参数为：真空度-80～-101kpa，真空延时0.1-5s，封装时间1-10s，气压0.1-0.8mpa，上下封头温度160-200℃；s6.化成、分容后得到电池成品。第一次抽空主要是为了将注液过程中引入的微量的水分及空气等排出；第二次抽空是为了将预充形成sei膜过程中产生的气体排出，从而确保电池中没有气体，降低气体对电池性能的影响。优选地，所述步骤s1与步骤s2之间还包括：对电芯进行烘烤处理。优选地，所述步骤s1之前还包括以下步骤：s01.正极浆料、负极浆料的制备；s02.正极、负极的涂布；在正极集流体上涂布正极浆料得到正极片，在负极集流体上涂布负极浆料得到负极片；s03.正极片、负极片的辊压与制片；s04.正极片、负极片的烘烤；s05.叠片制备电芯；s06.正极极耳、负极极耳的焊接。优选地，所述步骤s01具体包括：将正极活性物质、正极导电剂以及正极粘结剂进行混合搅拌后过筛即得所述正极浆料；其中各物质的质量百分比如下：正极活性物质90-98％、正极导电剂0.5-5％、正极粘结剂1.5-5％。优选地，将负极活性物质、负极导电剂、负极增稠剂、负极粘结剂进行混合搅拌后过筛即得所述负极浆料；其中各物质的质量百分比如下：负极活性物质90-96％、负极导电剂1-3％、负极增稠剂1-3％、负极粘结剂2-4％。优选地，所述正极浆料的粘度为3000-8000mpa·s，所述负极浆料的粘度为2000-6000mpa·s。优选地，所述正极活性物质为经过包覆处理的镍含量高于60％的多元材料，包覆剂为氧化铝、氧化镁、氧化锆中的一种或多种。优选地，所述正极导电剂为石墨烯浆料、碳纳米管浆料、碳纳米纤维中的一种或多种。优选地，所述正极粘结剂为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯。优选地，所述负极活性物质为天然石墨或者天然石墨与人造石墨的混合物。优选地，所述负极增稠剂为羧甲基纤维素钠，所述负极粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸树脂或聚酰亚胺。优选地，所述负极导电剂为导电炭黑、超导碳、导电石墨、鳞片石墨、碳纳米管或碳纳米纤维。优选地，所述正极集流体为铝箔，厚度为12-15μm；所述负极集流体为铜箔,厚度为6-10μm。优选地，所述电池的隔膜为勃姆石涂层隔膜，其中，基膜为pp或pe，所述隔膜总厚度为12-20μm。优选地，所述注液采用的电解液中电解质为lipf6，溶剂为ec、dec、pc、dmc、emc中至少两种的混合物。优选地，所述正极片的面密度为30-40mg/cm2，压实密度为3.0-3.6g/cc；所述负极片的面密度为15-20mg/cm2，压实密度为1.4-1.7g/cc。优选地，所述正负极极片的烘烤温度为80～130℃，真空度为-0.085～-0.095mpa，烘烤时间为12～24小时，在烘烤过程中连续抽真空。优选地，所述电芯烘烤温度为50～85℃，真空度为-0.085～-0.095mpa，烘烤时间为12～48小时，在烘烤过程中连续抽真空。优选地，所述预充处理与化成均采用阶梯充电工步，电流逐步增大，保证形成的sei膜均一且致密。一种高能量密度电池，采用上述的方法制备而成。优选地，所述正极浆料由如下质量百分比的组分组成：正极活性物质90-98％、正极导电剂0.5-5％、正极粘结剂1.5-5％；所述负极浆料由如下质量百分比的组分组成：负极活性物质90-96％、负极导电剂1-3％、负极增稠剂1-3％、负极粘结剂2-4％。优选地，所述正极活性物质为经过包覆处理的镍含量高于60％的多元材料，包覆剂为氧化铝、氧化镁、氧化锆中的一种或多种。优选地，所述负极活性物质为天然石墨或者天然石墨与人造石墨的混合物。本发明的有益效果是：(1)本发明的高能量密度电池的制备方法，在注液之后进行第一次抽空操作，可将注液过程中引入的微量的水分及空气等排出，避免对电池的性能造成不良影响；(2)本发明的高能量密度电池的制备方法，在预充完成之后进行了第二次抽空操作，将预充形成sei膜过程中产生的气体排出，从而确保电池中没有气体，降低气体对电池性能的影响；(3)本发明的高能量密度电池的制备方法，预充处理与化成均采用阶梯充电工步，电流逐步增大，从而保证形成的sei膜均一且致密；(4)本发明制备的电池，能量密度达到250wh/kg以上，同时具有优异的倍率及循环性能。附图说明为了更清楚地说明本发明的技术方案，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它附图。图1为电池在1c、2c、3c、4c、5c倍率下的放电性能曲线；图2为电池的容量保持率曲线。具体实施方式下面将结合本发明中的附图，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的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。实施例1本发明公开了一种高能量密度电池的制备方法，包括如下步骤：s01.正极浆料、负极浆料的制备；将正极粘结剂聚偏氟乙烯溶于n-甲基吡咯烷酮有机溶剂中，搅拌2-4h，制备胶液；再将正极导电剂碳纳米纤维加入胶液中搅拌1小时，随即加入正极活性物质ncm622，持续高速搅拌2-4h，粘度达到3000-8000mpa·s，完成搅拌后过筛得到所需正极浆料；其中各物质的质量百分比如下：正极活性物质90％、正极导电剂5％、正极粘结剂5％；将负极增稠剂羧甲基纤维素钠溶于水中搅拌得到胶液，再加入负极导电剂炭黑搅拌1小时，随即加入负极活性物质天然石墨搅拌2-4h，加入负极粘结剂聚丙烯酸树脂调节浆料粘度达到2000～6000mpa·s，过筛即得所需负极浆料；其中各物质的质量百分比如下：负极活性物质90％、负极导电剂3％、负极增稠剂3％、负极粘结剂4％。s02.正极、负极的涂布；在正极集流体上涂布正极浆料得到正极片，在负极集流体上涂布负极浆料得到负极片；所述正极集流体为铝箔，厚度为12μm；所述负极集流体为铜箔，厚度为6μm。s03.正极片、负极片的辊压与制片；将所述正极片、负极片进行碾压，最后分切，冲片得到所需尺寸的正、负极片；所述正极片的面密度为30mg/cm2，压实密度为3.0g/cc；所述负极片的面密度为15mg/cm2，压实密度为1.4g/cc。s04.正极片、负极片的烘烤；将分切好的正、负极片置于真空状态下进行烘烤；所述正负极极片的烘烤温度为80℃，真空度为-0.085～-0.095mpa，烘烤时间为24小时，在烘烤过程中连续抽真空。s05.叠片制备电芯；将烘烤后的正、负极片和勃姆石涂层隔膜(基膜为pp)通过叠片机完成组装形成电芯；所述隔膜总厚度为12μm。s06.正极极耳、负极极耳的焊接；将正极极耳、负极极耳分别焊接于正负极极片预留集流体上；s1.铝塑膜的封装，将电芯装入铝塑膜中进行封装；将封装后电芯进行烘烤处理；所述电芯烘烤温度为50℃，真空度为-0.085～-0.095mpa，烘烤时间为48小时，在烘烤过程中连续抽真空。s2.对所述电芯进行注液封口；所述注液采用的电解液中电解质为lipf6，溶剂为ec、dec的混合物。s3.对注液后产品进行第一次抽空操作；抽空参数为：真空度-91kpa，真空延时2s，封装时间5s，气压0.5mpa，上下封头温度180℃；s4.对得到的产品进行预充处理；s5.对产品进行第二次抽空操作；抽空参数为：真空度-95kpa，真空延时3s，封装时间6s，气压0.6mpa，上下封头温度185℃；s6.化成、分容后得到电池成品。第一次抽空主要是为了将注液过程中引入的微量的水分及空气等排出；第二次抽空是为了将预充形成sei膜过程中产生的气体排出，从而确保电池中没有气体，降低气体对电池性能的影响。所述预充处理与化成均采用阶梯充电工步，电流逐步增大，从而保证形成的sei膜均一且致密。其中预充工步如下表所示：工步序号工步状态电流/ma截止电压/mv时间/min1静置//22恒电流充电0.05c33701003恒电流充电0.1c3370604恒电流充电0.2c3600/5静置//56结束///化成工步如下表所示：工步序号工步状态电流/ma截止电压/mv时间/min1静置//22恒电流充电0.2c39003003恒电流充电0.45c4200/4静置//55结束///下面对所述电池成品进行电性能测试，其能量密度为251wh/kg。图1为电池在1c、2c、3c、4c、5c倍率下的放电性能曲线，横坐标为容量(ah)，纵坐标为电压(v)；图2为电池的容量保持率曲线，可见，经过525次循环之后，容量保持率仍高达95.8％。下表为电池在不同倍率下的容量保持率：倍率1c2c/1c3c/1c4c/1c5c/1c容量保持率100％99.35％99.17％97.95％94.2％对比例1本实施例公开了一种电池的制备方法，包括如下步骤：s1.采用铝塑膜对正负极极片进行封装处理得到封装电芯；s2.对所述电芯进行注液封口；s3.化成、分容后得到电池成品。该方法所使用的原料以及实验参数均与实施例1相同，不同之处仅在于本实施例未进行二次抽空操作以及预充处理。采用该方法制备电池的能量密度为240wh/kg，经过500次循环之后，容量保持率为85％。对比例2本实施例公开了一种电池的制备方法，本实施例公开了一种电池的制备方法，包括如下步骤：s1.采用铝塑膜对正负极极片进行封装处理得到封装电芯；s2.对所述电芯进行注液封口；s3.对注液后产品进行第一次抽空操作；s4.化成、分容后得到电池成品。该方法所使用的原料以及实验参数均与实施例1相同，不同之处仅在于本实施例未进行预充处理以及第二次抽空操作。采用该方法制备电池的能量密度为242wh/kg，经过500次循环之后，容量保持率为92％。实施例2本发明公开了一种高能量密度电池的制备方法，包括如下步骤：s01.正极浆料、负极浆料的制备；将正极粘结剂聚四氟乙烯溶于n-甲基吡咯烷酮有机溶剂中，搅拌2-4h，制备胶液；再将正极导电剂碳纳米管浆料加入胶液中搅拌1小时，随即加入正极活性物质nca三元材料，持续高速搅拌2-4h，粘度达到3000-8000mpa·s，完成搅拌后过筛得到所需正极浆料；其中各物质的质量百分比如下：正极活性物质98％、正极导电剂0.5％、正极粘结剂1.5％；将负极增稠剂羧甲基纤维素钠溶于水中搅拌得到胶液，再加入负极导电剂超导碳搅拌1小时，随即加入负极活性物质天然石墨与人造石墨的混合物搅拌2-4h，加入负极粘结剂丁苯橡胶调节浆料粘度达到2000～6000mpa·s，过筛即得所需负极浆料；其中各物质的质量百分比如下：负极活性物质96％、负极导电剂1％、负极增稠剂1％、负极粘结剂2％。s02.正极、负极的涂布；在正极集流体上涂布正极浆料得到正极片，在负极集流体上涂布负极浆料得到负极片；所述正极集流体为铝箔，厚度为15μm；所述负极集流体为铜箔，厚度为10μm。s03.正极片、负极片的辊压与制片；将所述正极片、负极片进行碾压，最后分切，冲片得到所需尺寸的正、负极片；所述正极片的面密度为40mg/cm2，压实密度为3.6g/cc；所述负极片的面密度为20mg/cm2，压实密度为1.7g/cc。s04.正极片、负极片的烘烤；将分切好的正、负极片置于真空状态下进行烘烤；所述正负极极片的烘烤温度为130℃，真空度为-0.085～-0.095mpa，烘烤时间为12小时，在烘烤过程中连续抽真空。s05.叠片制备电芯；将烘烤后的正、负极片和勃姆石涂层隔膜(基膜为pe)通过叠片机完成组装形成电芯；所述隔膜总厚度为18μm。s06.正极极耳、负极极耳的焊接；将正极极耳、负极极耳分别焊接于正负极极片预留集流体上；s1.铝塑膜的封装，将电芯装入铝塑膜中进行封装；将封装后电芯进行烘烤处理；所述电芯烘烤温度为85℃，真空度为-0.085～-0.095mpa，烘烤时间为12小时，在烘烤过程中连续抽真空。s2.对所述电芯进行注液封口；所述注液采用的电解液中电解质为lipf6，溶剂为dmc、emc的混合物。s3.对注液后产品进行第一次抽空操作；抽空参数为：真空度-80kpa，真空延时0.1s，封装时间1s，气压0.1mpa，上下封头温度160℃；s4.对得到的产品进行预充处理；s5.对产品进行第二次抽空操作；抽空参数为：真空度-80kpa，真空延时0.1s，封装时间1s，气压0.1mpa，上下封头温度为160℃；s6.化成、分容后得到电池成品。第一次抽空主要是为了将注液过程中引入的微量的水分及空气等排出；第二次抽空是为了将预充形成sei膜过程中产生的气体排出，从而确保电池中没有气体，降低气体对电池性能的影响。所述预充处理与化成均采用阶梯充电工步，电流逐步增大，从而保证形成的sei膜均一且致密。其中预充工步如下表所示：工步序号工步状态电流/ma截止电压/mv时间/min1静置//22恒电流充电0.05c33701003恒电流充电0.1c3370604恒电流充电0.2c3600/5静置//56结束///化成工步如下表所示：工步序号工步状态电流/ma截止电压/mv时间/min1静置//22恒电流充电0.2c39003003恒电流充电0.45c4200/4静置//55结束///对所述电池成品进行电性能测试，其能量密度为260wh/kg，经过500次循环之后，容量保持率仍高达93％。实施例3本发明公开了一种高能量密度电池的制备方法，包括如下步骤：s01.正极浆料、负极浆料的制备；将正极粘结剂聚偏氟乙烯溶于n-甲基吡咯烷酮有机溶剂中，搅拌2-4h，制备胶液；再将正极导电剂石墨烯浆料加入胶液中搅拌1小时，随即加入正极活性物质镍含量高于60％的nm二元材料，持续高速搅拌2-4h，粘度达到3000-8000mpa·s，完成搅拌后过筛得到所需正极浆料；其中各物质的质量百分比如下：正极活性物质93％、正极导电剂4％、正极粘结剂3％；将负极增稠剂羧甲基纤维素钠溶于水中搅拌得到胶液，再加入负极导电剂鳞片石墨搅拌1小时，随即加入负极活性物质天然石墨搅拌2-4h，加入负极粘结剂聚酰亚胺调节浆料粘度达到2000～6000mpa·s，过筛即得所需负极浆料；其中各物质的质量百分比如下：负极活性物质92％、负极导电剂2％、负极增稠剂2％、负极粘结剂4％。s02.正极、负极的涂布；在正极集流体上涂布正极浆料得到正极片，在负极集流体上涂布负极浆料得到负极片；所述正极集流体为铝箔，厚度为13μm；所述负极集流体为铜箔，厚度为8μm。s03.正极片、负极片的辊压与制片；将所述正极片、负极片进行碾压，最后分切，冲片得到所需尺寸的正、负极片；所述正极片的面密度为35mg/cm2，压实密度为3.5g/cc；所述负极片的面密度为18mg/cm2，压实密度为1.5g/cc。s04.正极片、负极片的烘烤；将分切好的正、负极片置于真空状态下进行烘烤；所述正负极极片的烘烤温度为100℃，真空度为-0.085～-0.095mpa，烘烤时间为18小时，在烘烤过程中连续抽真空。s05.叠片制备电芯；将烘烤后的正、负极片和勃姆石涂层隔膜(基膜为pp)通过叠片机完成组装形成电芯；所述隔膜总厚度为16μm。s06.正极极耳、负极极耳的焊接；将正极极耳、负极极耳分别焊接于正负极极片预留集流体上；s1.铝塑膜的封装，将电芯装入铝塑膜中进行封装；将封装后电芯进行烘烤处理；所述电芯烘烤温度为65℃，真空度为-0.085～-0.095mpa，烘烤时间为31小时，在烘烤过程中连续抽真空。s2.对所述电芯进行注液封口；所述注液采用的电解液中电解质为lipf6，溶剂为ec、dmc、emc的混合物。s3.对注液后产品进行第一次抽空操作；抽空参数为：真空度-101kpa，真空延时5s，封装时间10s，气压0.8mpa，上下封头温度200℃；s4.对得到的产品进行预充处理；s5.对产品进行第二次抽空操作；真空度-101kpa，真空延时5s，封装时间8s，气压0.8mpa，上下封头温度200℃；s6.化成、分容后得到电池成品。第一次抽空主要是为了将注液过程中引入的微量的水分及空气等排出；第二次抽空是为了将预充形成sei膜过程中产生的气体排出，从而确保电池中没有气体，降低气体对电池性能的影响。所述预充处理与化成均采用阶梯充电工步，电流逐步增大，从而保证形成的sei膜均一且致密。其中预充工步如下表所示：工步序号工步状态电流/ma截止电压/mv时间/min1静置//22恒电流充电0.05c33701003恒电流充电0.1c3370604恒电流充电0.2c3600/5静置//56结束///化成工步如下表所示：工步序号工步状态电流/ma截止电压/mv时间/min1静置//22恒电流充电0.2c39003003恒电流充电0.45c4200/4静置//55结束///对所述电池成品进行电性能测试，其能量密度为252wh/kg，经过500次循环之后，容量保持率仍高达96％。本发明的有益效果是：(1)本发明的高能量密度电池的制备方法，在注液之后进行第一次抽空操作，可将注液过程中引入的微量的水分及空气等排出，避免对电池的性能造成不良影响；(2)本发明的高能量密度电池的制备方法，在预充完成之后进行了第二次抽空操作，将预充形成sei膜过程中产生的气体排出，从而确保电池中没有气体，降低气体对电池性能的影响；(3)本发明的高能量密度电池的制备方法，预充处理与化成均采用阶梯充电工步，电流逐步增大，从而保证形成的sei膜均一且致密；(4)本发明制备的电池，能量密度达到250wh/kg以上，同时具有优异的倍率及循环性能。以上所述是本发明的优选实施方式，应该指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。当前第1页12