軟包裝高功率磷酸鐵鋰動力電池的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子動力電池技術領域，尤其是一種軟包裝高功率磷酸鐵鋰動力電 池。
【背景技術】
[0002] 能源緊缺和環(huán)境污染引起全世界的廣泛關注，霧霾天氣更是令政府頭疼。燃油汽 車是主要的耗能體和空氣污染源，因此各國都在大力研宄發(fā)展電動汽車，而作為電動汽車 核心部件的動力電池性能的提高是電動汽車發(fā)展的關鍵。
[0003]橄欖石結構的磷酸鐵鋰制備原料來源廣，價格低廉，對環(huán)境友好。磷酸鐵鋰電池安 全性高，循環(huán)壽命長，而且高溫下在電解液中保持穩(wěn)定，具有良好的高溫循環(huán)性能，適合做 動力電池。但是磷酸鐵鋰用作正極材料存在離子擴散系數(shù)和電子電子電導率低的問題，使 其高倍率放電和高倍率循環(huán)能力差，同時較大的內(nèi)阻使其產(chǎn)熱量大，一方面浪費了電池的 電能，另外也會影響其安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決磷酸鐵鋰動力電池高倍率放電性能差，發(fā)熱量大等技術問題，提供了一 種包裝高功率磷酸鐵鋰動力電池，本發(fā)明降低了電池內(nèi)阻，提升了電池高倍率放電和高倍 率循環(huán)性能，使其更好的滿足在電動交通工具上的應用。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的： 一種軟包裝高功率磷酸鐵鋰動力電池，包含有正極片、負極片、隔膜、電解液、極耳、鋁 塑膜，其特征在于：所述正極片的集流體表面預先涂覆有一層導電涂層，之后涂覆正極料， 正極料包含有正極活性物質(zhì)、粘結劑和導電劑，所述負極片的集流體表面涂覆負極料，負極 料包含有負極活性物質(zhì)、粘結劑和導電劑。
[0006] 所述的軟包裝高功率磷酸鐵鋰動力電池，其特征在于：所述正極料組分及重量比 為：正極活性物質(zhì)88-92%，粘結劑3-6%，導電劑4-8%。
[0007] 所述的軟包裝高功率磷酸鐵鋰動力電池，其特征在于：所述正極活性物質(zhì)由粒徑 為40-200nm的磷酸鐵鋰顆粒表面包覆厚度小于3. 5nm的石墨稀制成，所述正極導電劑選自 導電炭黑、鱗狀石墨、碳納米管中的一種或幾種，所述正極粘結劑為聚偏氟乙烯。
[0008] 所述的軟包裝高功率磷酸鐵鋰動力電池，其特征在于：所述正極片的集流體厚度 為10-20微米，導電涂層雙面總厚度為2-5微米。
[0009] 所述的一種軟包裝高功率磷酸鐵鋰動力電池，其特征在于：所述負極料組分及重 量比為：負極活性物質(zhì)88-94%，粘結劑3-6%，導電劑3-6%。
[0010] 所述的一種軟包裝高功率磷酸鐵鋰動力電池，其特征在于：負極活性物質(zhì)為中間 相碳微球、人造石墨和硬碳的混合物，所述負極活性物質(zhì)組分及重量比為：中間相碳微球 65-75%，人造石墨 10-15%，硬碳 10-20%。
[0011] 所述的一種軟包裝高功率磷酸鐵鋰動力電池，其特征在于：所述負極導電劑為導 電炭黑，所述負極粘結劑為羧甲基纖維素鈉和丁苯橡膠的混合物。
[0012] 所述的一種軟包裝高功率磷酸鐵鋰動力電池，其特征在于：所述正極片面密度在 220-250g/m2范圍，負極片面密度在116-133g/m2范圍。
[0013] 所述的軟包裝高功率磷酸鐵鋰動力電池，其特征在于：所述正負極極片和隔膜采 用疊片結構構成電芯，將正極片與鋁極耳焊接，負極片與銅鍍鎳極耳焊接，電芯裝入鋁塑膜 外殼中封裝。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是：通過應用改性正極材料，并使用涂覆有導電涂層的正極集 流體，提高了正極材料的導電性能，有效降低了電池內(nèi)阻，減少了電池高倍率放電時的放 熱。負極片采用中間相碳微球、人造石墨和硬碳按一定比例的混合物，有助于其形成良好的 固體電解質(zhì)膜，適量硬碳的加入有助于提高其高倍率循環(huán)性能。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明實施例2中電池的1C充電10C放電1000次循環(huán)曲線圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合具體的實施例，更加清楚的說明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的實施不局限于以 下的實施例。
[0017] 實施例1 正極片的制備：采用包覆厚度小于3. 5nm的石墨稀包覆的粒徑在40-200nm的磷酸鐵 鋰顆粒作為正極活性物質(zhì)。將磷酸鐵鋰，聚偏氟乙烯，導電炭黑，鱗狀石墨，碳納米管，按照 90 :5 :3 :1. 5 :0. 5的比例制備正極漿料，涂敷在厚度為19微米的正極片集流體上，其中導 電涂層(雙面）厚度為3微米。制備面密度為220g/m2的正極片。
[0018] 負極片的制備：將負極活性物質(zhì)92%，羧甲基纖維素鈉和丁苯橡膠，導電炭黑按 91 :2. 5 :1. 5:4比例制備負極漿料。正極活性物質(zhì)中中間相碳微球、人造石墨、硬碳比例為 70 :15 :15。制備面密度為116g/m2的負極片。
[0019] 電解液：電解液采用1. 3mol/L的六氟磷酸鋰有機溶液，溶劑為碳酸二甲酯，碳酸 乙烯酯，碳酸鉀乙酯，碳酸丙烯酯按一定比例混合。
[0020] 正負極極片和隔膜采用疊片結構構成電芯，將極片極耳焊接在一起，再將正極片 極耳與鋁極耳焊接，負極片極耳與銅鍍鎳極耳焊接，再將電芯裝入鋁塑膜外殼中封裝，后經(jīng) 注液，擱置，化成，抽液成型，分容等工序制得25Ah磷酸鐵鋰軟包動力電池。
[0021] 實施例1電池測試數(shù)據(jù)：取一只電池，以1C充電，分別以不同倍率放電，測試數(shù)據(jù) 見表1，從表1可以看出：電池的倍率性能表現(xiàn)良好，14C放電容量保持在97%以上，20C放 電容量保持在80%以上。整個過程監(jiān)測電池溫度不超過70°C。
[0022] 表一：
【主權項】
1. 一種軟包裝高功率磯酸鐵裡動力電池，包含有正極片、負極片、隔膜、電解液、極耳、 侶塑膜，其特征在于：所述正極片的集流體表面預先涂覆有一層導電涂層，之后涂覆正極 料，正極料包含有正極活性物質(zhì)、粘結劑和導電劑，所述負極片的集流體表面涂覆負極料， 負極料包含有負極活性物質(zhì)、粘結劑和導電劑。
2. 根據(jù)權利要求1所述的軟包裝高功率磯酸鐵裡動力電池，其特征在于：所述正極料 組分及重量比為；正極活性物質(zhì)88-92%，粘結劑3-6%，導電劑4-8%。
3. 根據(jù)權利要求1所述的軟包裝高功率磯酸鐵裡動力電池，其特征在于：所述正極活 性物質(zhì)由粒徑為40-200nm的磯酸鐵裡顆粒表面包覆厚度小于3. 5nm的石墨締制成，所述正 極導電劑選自導電炭黑、鱗狀石墨、碳納米管中的一種或幾種，所述正極粘結劑為聚偏氣己 締。
4. 根據(jù)權利要求1所述的軟包裝高功率磯酸鐵裡動力電池，其特征在于：所述正極片 的集流體厚度為10-20微米，導電涂層雙面總厚度為2-5微米。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種軟包裝高功率磯酸鐵裡動力電池，其特征在于；所述負 極料組分及重量比為；負極活性物質(zhì)88-94%，粘結劑3-6%，導電劑3-6%。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種軟包裝高功率磯酸鐵裡動力電池，其特征在于；負極活 性物質(zhì)為中間相碳微球、人造石墨和硬碳的混合物，所述負極活性物質(zhì)組分及重量比為：中 間相碳微球65-75%，人造石墨10-15%，硬碳1〇-20〇/〇。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種軟包裝高功率磯酸鐵裡動力電池，其特征在于；所述負 極導電劑為導電炭黑，所述負極粘結劑為駿甲基纖維素鋼和了苯橡膠的混合物。
8. 根據(jù)權利要求1所述的一種軟包裝高功率磯酸鐵裡動力電池，其特征在于；所述正 極片面密度在220-250g/m2范圍，負極片面密度在116-133g/m 2范圍。
9. 根據(jù)權利要求1所述的軟包裝高功率磯酸鐵裡動力電池，其特征在于：所述正負極 極片和隔膜采用疊片結構構成電巧，將正極片與侶極耳焊接，負極片與銅鍛鑲極耳焊接，電 巧裝入侶塑膜外殼中封裝。
10. 根據(jù)權利要求1所述的軟包裝高功率磯酸鐵裡動力電池，其特征在于：所述電解液 為1. 3mol/L的六氣磯酸裡有機溶液，溶劑為碳酸二甲醋，碳酸己締醋，碳酸甲己醋，碳酸丙 締醋的混合液。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子動力電池技術領域，尤其是一種軟包裝高功率磷酸鐵鋰動力電池。包含有正極片、負極片、隔膜、電解液、極耳、鋁塑膜,所述正極片的集流體表面預先涂覆有一層導電涂層，之后涂覆正極料。正負極料都包含有活性物質(zhì)、粘結劑和導電劑,所述正極料組分及重量比為：正極活性物質(zhì)88-92%，粘結劑3-6%，導電劑4-8%。通過應用改性正極材料，并在正極片集流體表面涂覆一層導電涂層，提高了正極材料的導電性能，有效降低了電池內(nèi)阻，減少了電池高倍率放電時的放熱。負極料采用中間相碳微球、人造石墨和硬碳按一定比例的混合物，有助于其形成良好的固體電解質(zhì)膜，適量硬碳的加入有助于提高其高倍率循環(huán)性能。
【IPC分類】H01M4-58, H01M4-36, H01M4-66, H01M4-587, H01M10-052, H01M4-62
【公開號】CN104577130
【申請?zhí)枴緾N201410763920
【發(fā)明人】關成善, 宗繼月, 張敬捧, 朱波青
【申請人】山東神工海特電子科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月13日