一种锂离子二次电池的制作方法

本发明涉及电池，具体涉及一种锂离子二次电池。

背景技术：

1、随着现代社会的发展和科技的进步，汽车逐渐成为主流代步工具，而随着汽车数量的增多，交通逐渐拥挤，垂直起降设备逐渐走进人们视野。油价的逐年升高也导致电驱动垂直起降设备（electric vertical takeoff and landing，evtol）成为科技追逐目标。目前锂离子二次电池成为evtol驱动里的最佳选择。由于evtol独特性，对锂离子二次电池提出兼顾高能量密度、高功率及长寿命的需求。

2、鉴于此，在保证电池循环寿命的前提下，提供一种具有能量密度的同时又可持续提供大功率输出的锂离子二次电池，是促进空间飞行器行业发展的必要条件。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种兼具高能量密度、高功率以及长寿命的锂离子二次电池，通过对锂离子二次电池的入壳群裕度、注液系数以及cb值的控制，使制备得到的锂离子二次电池在保证电芯循环寿命的前提下，可兼具高能量密度以及高功率的性能。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

3、本发明第一方面提供了一种锂离子二次电池，包括壳体、设置于所述壳体内空腔中的电芯以及填充于所述壳体内空腔中的电解液，所述锂离子二次电池满足：86%≤a≤91%，1.5≤b≤3，1.06≤c≤1.14；

4、并且满足以下公式：5.9﹤((100a-88)2+3.5)/b2(c-1.02)﹤23；

5、其中，a为入壳群裕度，所述入壳群裕度为电芯的厚度或直径与壳体内空腔的厚度或直径的比值；

6、b为注液系数，所述注液系数为电解液的质量与电芯容量的比值，单位为g/ah；

7、c为cb值，所述cb值为单位面积负极容量与单位面积正极容量的比值。

8、进一步地，所述锂离子二次电池的入壳群裕度更优选为87%≤a≤90%。

9、进一步地，所述锂离子二次电池的注液系数为1.8≤b≤2.4。

10、进一步地，所述锂离子二次电池的cb值为1.08≤c≤1.12。

11、进一步地，所述锂离子二次电池更优选满足以下公式：7﹤((100a-88)2+3.5)/b2(c-1.02)﹤18。

12、进一步地，所述电芯由正极极片、隔离膜、负极极片层叠设置，通过叠片或卷绕的方式制备得到。

13、进一步地，所述正极极片包括正极集流体以及设置在所述正极集流体上包含正极活性物质的正极活性层；其中，所述正极集流体优选为铝箔或涂炭铝箔，所述正极活性物质优选为锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物以及锂镍钴铝氧化物中的一种或多种。

14、进一步地，所述隔离膜的材质优选为聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜或无纺布。

15、进一步地，所述负极极片包括负极集流体以及设置在所述负极集流体上包含负极活性物质的负极活性层；其中，所述负极集流体优选为铜箔，所述负极活性物质优选为石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球以及硅基材料中的一种或多种。

16、进一步地，所述电解液包括锂盐和溶剂，所述锂盐选自lipf6、libf4、litfsi中的一种或多种，所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一种或多种。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果：

18、本发明提供了一种锂离子二次电池，通过合理设计锂离子二次电池的入壳群裕度、注液系数以及cb值，并使三者满足特定关系式5.9﹤((100a-88)2+3.5)/b2(c-1.02)﹤23，可使锂离子二次电池在保证长循环寿命（在常温1c/1c下循环至电池容量为初始容量的80%，对应的循环圈数不低于850圈 ）的前提下，兼具高能量密度（不低于254 wh/kg）以及高功率性能（dcr不高于1.31 mω）。

技术特征：

1.一种锂离子二次电池，包括壳体、设置于所述壳体内空腔中的电芯以及填充于所述壳体内空腔中的电解液，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述锂离子二次电池的入壳群裕度为87%≤a≤90%。

3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述锂离子二次电池的注液系数为1.8≤b≤2.4。

4.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述锂离子二次电池的cb值为1.08≤c≤1.12。

5.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述锂离子二次电池满足以下公式：7﹤((100a-88)2+3.5)/b2(c-1.02)﹤18。

6.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述电芯由正极极片、隔离膜、负极极片层叠设置，通过叠片或卷绕的方式制备得到。

7.根据权利要求6所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述正极极片包含的正极活性物质选自锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物及锂镍钴铝氧化物中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述负极极片包含的负极活性物质选自石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球及硅基材料中的一种或多种。

9.根据权利要求6所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述隔离膜的材质为聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚偏氟乙烯膜或无纺布。

10.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述电解液包括锂盐和溶剂，所述锂盐选自lipf6、libf4、litfsi中的一种或多种，所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一种或多种。

技术总结
本发明公开了一种锂离子二次电池，涉及电池技术领域。该锂离子二次电池满足：86%≤a≤91%，1.5≤b≤3，1.06≤c≤1.14；并且满足以下公式：5.9﹤((100a‑88)2+3.5)/b2(c‑1.02)﹤23，其中，a为入壳群裕度，所述入壳群裕度为电芯的厚度或直径与壳体的厚度或直径的比值；b为注液系数，所述注液系数为电解液的质量与电芯容量的比值，单位为g/Ah；c为CB值，所述CB值为单位面积负极容量与单位面积正极容量的比值。当锂离子二次电池的入壳群裕度、注液系数以及CB值满足上述取值范围以及公式时，该锂离子二次电池在保证循环寿命的前提下，可兼具高能量密度以及高功率性能。

技术研发人员：于哲勋,刘宏勇,韩延林
受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15