一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池及其制备方法

(19)中华人民共和国国家知识产权局

	(12)发明专利说明书
		(10)申请公布号 CN 109687013 A (43)申请公布日 2019.04.26

(21)申请号 CN201811609798.4

(22)申请日 2018.12.27

(71)申请人江西省汇亿新能源有限公司

地址 330300 江西省新余市高新开发区龙腾路919号

(72)发明人廖宗江江涛邹晓兵

(74)专利代理机构南昌贤达专利代理事务所(普通合伙)

代理人金一娴

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池及其制备方法

(57)摘要

本发明公开了一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池及其制备方法，涉及锂电池领域，该电池的正极浆料采用磷酸铁锂、导电碳黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯、N‑甲基吡咯烷酮；正极集流体采用涂碳铝箔；负极浆料采用人造石墨复合材料、导电碳黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR；负极集流体采用微孔铜箔；电解液采用六氟磷酸锂有机溶剂电解液，注液量6.0～6.2g；隔膜采用陶瓷涂层隔膜。该发明的有益效果是本发明制得的磷酸铁锂电池具有高倍率性能，同时使用安全高，使用寿命长。

法律状态

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权利要求说明书

1.一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池，其特征在于：正极浆料采用磷酸铁锂、导电碳黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮，各组分的质量配比为92.5～94.5:1.8～2.2:1.4～1.6:2.9～3.1:33.5～35.5，正极集流体采用涂碳铝箔，其中涂碳铝箔厚度为20～30μm，涂层双层厚度为4～8μm；负极浆料采用人造石墨复合材料、导电碳黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR，各组分质量配比为92.4～94.4:2.8～3.2:1.5～1.6:3.8～4.2，负极集流体采用微孔铜箔，微孔铜箔的厚度为15～25μm；电解液采用六氟磷酸锂有机溶剂电解液，注液量6.0～6.2g；隔膜采用陶瓷涂层隔膜，所述陶瓷涂层隔膜厚度为20μm，涂层厚度为3～5μm；

其中，正极浆料中的所述磷酸铁锂的D10＞0.4μm，D50在0.8～2.5μm，D90＜10μm，比表面积15～25m2/g，压实密度2.1～2.2g/cm3，1C克容量发挥≥140mAh/g；所述碳纳米管平均直径5～12nm，平均管长5～10μm，比表面积250～300m2/g；负极浆料中的所述人造石墨复合材料的粒径D10为3.0～6.0μm，D50为8.0～12μm，D90＜30μm，振实密度为1.0～1.2g/cc，比表面积为0.8～1.6m2/g，可逆比容量为355～363mAh/g。

2.根据权利要求1所述的一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池，其特征在于：所述磷酸铁锂、导电碳黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮的质量配比为93～94:1.9～2.1:1.45～1.55:2.95～3.05:34～35，涂碳铝箔的厚度为22～28μm，涂层双层厚度为5～7μm；所述人造石墨复合材料、导电碳黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR的质量配比为93.2～93.6:2.9～3.1:1.55～1.65:3.9～4.1，所述微孔铜箔的厚度为18～22μm；所述电解液注液量为6.0～6.1g。

3.根据权利要求2所述的一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池，其特征在于：所述磷酸铁锂、导电碳黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮的质量配比为93.5:2:1.5:3:34.5，

涂碳铝箔的厚度为25μm，涂层双层厚度为6μm；所述人造石墨复合材料、导电碳黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR的质量配比为93.4:3:1.6:4，所述微孔铜箔的厚度为20μm；所述电解液注液量为6.0g；所述陶瓷隔膜厚度为20μm，涂层双层厚度为4μm。

<Claim>4.根据权利要求1-3任一所述的一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池，其特征在于：所述正极浆料的克比容量为140-150mAh/g，压实密度2.0～2.6g/cm2。

<Claim>5.根据权利要求1-3任一所述的一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池，其特征在于：所述负极浆料克比容量为355～365mAh/g；压实密度为1.2～1.7g/cm2。

6.一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)正极极片的制备：将聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮以混合搅拌2～3h制成胶液，加入碳纳米管继续搅拌1～2h，制作成导电胶液，最后加入磷酸铁锂充分进行匀浆，将匀浆完成的浆料经涂布机均匀涂覆在涂碳铝箔上，经过干燥、辊压、分切制得正极片，极耳材质为铝带，宽度为5mm；

(2)负极极片制备：先将增稠剂CMC溶解于水中，搅拌1～2h，然后将人造石墨复合材料和导电剂混合之后利用干粉混合机均匀分散搅拌，搅拌转速为30～40r/min，搅拌时间为70～90min；再将混合好的材料加入到胶液中，先以20～30r/min的速度搅拌40～60min；再以1500～1800r/min的速度搅拌1～3h，真空度为-0.09～-0.05MPa；搅拌好的浆料经过真空消泡后过筛均匀涂覆在铜箔上，经过干燥、辊压、分切制得负极片，极耳材质为铜镍复合带，宽度为5mm；

(3)将制备好的正负极片配隔膜卷绕成圆柱形电芯，入壳后烘烤12～24h，进行装配、检测；装配过程中在惰性气体保护下进行，电解液采用六氟磷酸锂有机溶剂电解液，注液量6.0～6.2g；隔膜采用单层PE陶瓷隔膜，陶瓷隔膜厚度为20μm，涂层厚度为3～5μm；

其中，所述步骤(1)中磷酸铁锂的制备方法包括以下步骤：

S11、将正磷酸铁和Fe3O4按照质量比3～6:1混合形成复合铁源，加入球磨设备中，然后加入去离子水混合，以200～350r/min的转速球磨1～5h，球磨后浆料粒度D50控制在1～1.5μm；去离子水的加入量为正磷酸铁和Fe3O4总质量的40～60％；

本文发布于:2024-09-22 17:33:07，感谢您对本站的认可！

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