本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种高低温性能可同时兼顾的锂离子电池。
背景技术：
随着人们对环境和节能减排等的日益关注，锂离子电池由于具有高比能量、高工作电压、环境友好等优势，在生活中得到广泛应用。例如：手机、数码相机、笔记本电脑、移动电源、蓝牙耳机。此外，锂离子电池已经在无人机和汽车上得到开发运用，尤其是作为汽车启停电源的使用。锂离子电池在汽车上的运用不仅可以有效降低油耗，还可以使汽车运行更迅速、平顺。
然而，锂离子电池在汽车上的应用必须具备低温下高功率性能和高温下长循环稳定性。目前，在现有的锂离子电池体系中，高温和低温性能通常是难以同时兼顾的。因此，确有必要开发一种高低温性能优异的锂离子电池，促进锂离子电池在汽车上更广泛的应用。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种低温下高功率性能和高温下长循环稳定性的锂离子电池，该电池在-30℃下具有高功率特性，且在55℃下具有长循环稳定性。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种高低温性能可同时兼顾的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述正极包括活性物质、粘结剂和导电剂。
进一步的，所述活性物质占正极总质量的95％～99.4％，所述活性物质为lifepo4，所述lifepo4颗粒的直径小于1μm。
进一步的，所述粘结剂占正极总质量的0.5％～3％，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、la133和聚丙烯酸中的至少一种。
进一步的，所述导电剂占正极总质量的0.1％～2％，所述导电剂为碳纳米管、石墨烯、乙炔黑中的至少一种。
进一步的，所述电解液包括有机溶剂、锂盐、正极添加剂和负极添加剂。
进一步的，所述有机溶剂占电解液总质量的65％～87.8％，所述锂盐占电解液总质量的12％～25％，所述正极添加剂占电解液总质量的0.1％～5％，所述负极添加剂占电解液总质量的0.1％～5％。
进一步的，所述有机溶剂包括环状溶剂和线型溶剂，所述环状溶剂和线型溶剂的质量比为1～2：3。
优选的，所述环状溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、γ-丁内酯和γ-戊內酯中的一种或多种组合；所述线型溶剂为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸乙酯中的一种或多种组合。
优选的，所述锂盐为六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂和双草酸硼酸锂中的一种或多种的组合。
优选的，所述正极添加剂为亚硫酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的一种或多种的组合，所述负极添加剂为1,3-丙烯磺酸内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸乙烯亚乙酯、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
本发明相对于现有技术的有益效果：
本发明记载的一种高低温性能可同时兼顾的锂离子电池，小粒径的lifepo4材料与特有的正极添加剂具有强的相互作用，形成致密且有利于锂离子通过的界面膜。同时，通过高导电率导电材料的引入降低电池电阻，两者结合可以使得电池具有极高的功率特性；此外，通过负极添加剂的加入使得高温循环性能明显改善。
具体实施方式
下面通过示例性的实施例对本发明进行进一步的阐述；但本发明的范围不应局限于实施例的范围，任何不偏离本发明主旨的变化或改变能够为本领域的技术人员所理解，都在本发明的保护范围以内。
具体实施方式一：
一种高低温性能可同时兼顾的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述正极包括活性物质、粘结剂和导电剂。
进一步的，所述活性物质占正极总质量的95％～99.4％，所述活性物质为lifepo4，所述lifepo4颗粒的直径小于1μm。
进一步的，所述粘结剂占正极总质量的0.5％～3％，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、la133和聚丙烯酸中的至少一种。
进一步的，所述导电剂占正极总质量的0.1％～2％，所述导电剂为碳纳米管、石墨烯、乙炔黑中的至少一种。
进一步的，所述电解液包括有机溶剂、锂盐、正极添加剂和负极添加剂。
进一步的，所述有机溶剂占电解液总质量的65％～87.8％，所述锂盐占电解液总质量的12％～25％，所述正极添加剂占电解液总质量的0.1％～5％，所述负极添加剂占电解液总质量的0.1％～5％。
进一步的，所述有机溶剂包括环状溶剂和线型溶剂，所述环状溶剂和线型溶剂的质量比为1～2：3。
优选的，所述环状溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、γ-丁内酯和γ-戊內酯中的一种或多种组合；所述线型溶剂为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸乙酯中的一种或多种组合。
优选的，所述锂盐为六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂和双草酸硼酸锂中的一种或多种的组合。
优选的，所述正极添加剂为亚硫酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的一种或多种的组合，所述负极添加剂为1,3-丙烯磺酸内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸乙烯亚乙酯、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
实施例1
一种高低温性能可同时兼顾的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液，所述正极包括活性物质、导电剂和粘结剂，所述活性物质为500nm粒径的lifepo4，导电剂为乙炔黑，粘结剂为聚偏氟乙烯(pvdf)，活性物质、导电剂、粘结剂占正极总质量的百分比分别为95％、2％、3％；所述电解液包括有机溶剂、锂盐、正极添加剂、负极添加剂，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯和丙酸乙酯，所述锂盐为六氟磷酸锂，所述正极添加剂为亚硫酸乙烯酯，所述负极添加剂为1,3-丙烷磺酸内酯，电解液组成比例为碳酸乙烯酯：丙酸乙酯：六氟磷酸锂：亚硫酸乙烯酯：1,3-丙烷磺酸内酯＝32.9％：50％：12％：0.1％：5％，所述的隔膜为pe膜；所述的负极为人造石墨负极。
实施例2
一种高低温性能可同时兼顾的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液，所述正极包括活性物质、导电剂和粘结剂，所述活性物质为800nm粒径的lifepo4，导电剂为石墨烯，粘结剂为聚丙烯酸，所述活性物质、导电剂、粘结剂占正极总质量的百分比分别为99.4％：0.1％：0.5％；所述电解液包括有机溶剂、锂盐、正极添加剂、负极添加剂，所述有机溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯和丙酸乙酯，所述锂盐为双(三氟甲基磺酰)亚胺锂和六氟磷酸锂，所述正极添加剂为硫酸乙烯酯，所述负极添加剂为1,3-丙烷磺酸内酯和碳酸乙烯亚乙酯，电解液组成比例为碳酸丙烯酯：碳酸甲乙酯：丙酸乙酯：双(三氟甲基磺酰)亚胺锂：六氟磷酸锂：硫酸乙烯酯：1,3-丙烷磺酸内酯：碳酸乙烯亚乙酯＝23％：20％：25％：12％：13％:5％：1％：1％，所述隔膜为pe膜；所述的负极为硬碳负极。
实施例3
一种高低温性能可同时兼顾的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜、电解液，所述正极包括活性物质、导电剂和粘结剂。活性物质为500nm粒径的lifepo4，导电剂为碳纳米管和乙炔黑，粘结剂为la133，lifepo4、碳纳米管、乙炔黑、la133比例为97％：0.5％：0.5％:2％；所述电解液包括有机溶剂、锂盐、正极添加剂、负极添加剂，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯，锂盐为六氟磷酸锂，正极添加剂为三(三甲基硅烷)硼酸酯，负极添加剂为1,3-丙烯磺酸内酯，电解液组成比例为碳酸乙烯酯：碳酸二甲酯：六氟磷酸锂：三(三甲基硅烷)硼酸酯：1,3-丙烯磺酸内酯＝32.9％：50％：15％：2％：0.1％，所述隔膜为pe膜，所述负极为人造石墨。
对比例1
本对比例的锂离子电池的制备方法与实施例1相同，所不同的是，活性物质为2μm粒径的lifepo4。
对比例2
本对比例的锂离子电池的制备方法与实施例2相同，所不同的是，活性物质为2μm粒径的lifepo4。
对比例3
本对比例的锂离子电池的制备方法与实施例3相同，所不同的是，活性物质为3μm粒径的lifepo4。
对比例4
本对比例的锂离子电池的制备方法与实施例1相同，所不同的是，不添加正极添加剂亚硫酸乙烯酯，添加的丙酸乙酯占电解液的50.1％。
对比例5
本对比例的锂离子电池的制备方法与实施例2相同，所不同的是，不添加正极添加剂硫酸乙烯酯，添加的碳酸甲乙酯占电解液的25％。
对比例6
本对比例的锂离子电池的制备方法与实施例3相同，所不同的是，不添加正极添加剂三(三甲基硅烷)硼酸酯，添加的碳酸二甲酯占电解液的52％。
实施例和对比例的应用实验：
55℃循环测试：为了测量使用本发明制得的锂离子的电池高温性能，进行以下操作：电池置于55℃，以2.2～3.65v，1c倍率下充放电循环测试。
低温放电测试：为了测量使用本发明制得的锂离子的电池低温性能，进行以下操作：将常温充满电的电池置于-30℃下4h后以10c倍率放电30秒。表1实施例和对比例的高温循环性能和低温放电测试结果：
由表1可以看出，当正极活性物质粒径小于1μm时，且添加特定的正极添加剂后，高温循环稳定性和低温放电性能得到明显的有利效果，本发明采用粒径小于1μm的lifepo4和特定的正极添加剂组合制备的锂离子电池具有突出的性能优势，主要表现在提升电池的高温循环容量保持率和提升电池低温功率特性。实施例1-3明显优于其对比例。
因此应用本发明的锂离子电池具有极高的低温性能和耐用性能，具有极高的市场价值和社会效益。以上是针对本发明的可行实施例的具体说明，但并不能限制本发明的保护范围。