[發(fā)明專利]一種大功率高能量磷酸鐵鋰電池及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910040714.4
• 申請(qǐng)日: 2009-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN101593846A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李軍;黃天候;金海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞市天球?qū)崢I(yè)有限公司;廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/36
• 分類號(hào): H01M10/36;H01M10/40;H01M4/02;H01M10/38;H01M4/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 林麗明

1、一種大功率高能量磷酸鐵鋰電池，包括正極、負(fù)極、隔膜、電解液和電池外殼，正極包括正極集流體和涂覆于正極集流體表面的正極材料，負(fù)極包括負(fù)極集流體和涂覆于負(fù)極集流體表面的負(fù)極材料，其特征在于：所述正極材料包括有正極活性物質(zhì)磷酸鐵鋰，還含有正極導(dǎo)電劑、金屬氧化物和粘結(jié)劑；按重量百分含量計(jì)，磷酸鐵鋰為87～94％，正極導(dǎo)電劑為1～2％，金屬氧化物為2～9％，粘結(jié)劑為3～5％；所述負(fù)極材料包括有負(fù)極活性物質(zhì)天然石墨與人工石墨的混合，所述負(fù)極活性物質(zhì)中還混合有負(fù)極導(dǎo)電劑和漿料，按重量百分含量計(jì)，負(fù)極活性物質(zhì)為90～93％，負(fù)極導(dǎo)電劑為1～5％，漿料為2～9％。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰離子電池，其特征在于，所述正極導(dǎo)電劑為碳納米管或聚苯胺中的一種或兩種；所述金屬氧化物為Al₂O₃、MnO₂、AgO、TiO₂中的一種或它們的混合；所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯，所述聚偏二氟乙烯使用時(shí)溶于N-甲基吡咯烷酮溶劑中。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰離子電池，其特征在于，所述負(fù)極導(dǎo)電劑為乙炔黑或?qū)щ娛?；所述漿料為羧甲基纖維素鈉，所述羧甲基纖維素鈉使用時(shí)溶于水中。

4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰離子電池，其特征在于，所述正極集流體為鋁箔，所述負(fù)極集流體為銅箔，所述正極集流體和負(fù)極集流體在使用前需經(jīng)過清洗。

5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的磷酸鐵鋰離子電池，其特征在于，所述正極集流體用堿液清洗，所述堿液為氫氧化鉀溶液，其濃度為0.4～0.6mol/L；所述負(fù)極集流體用酸液清洗，所述酸液為硫酸溶液，其濃度為0.2～0.35mol/L。

6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰離子電池，其特征在于，所述隔膜為具有微孔的聚丙烯或聚乙烯或三層聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯復(fù)合薄膜或瓊脂與纖維材料制成的紙質(zhì)薄膜。

7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰離子電池，其特征在于，所述電解液包括有機(jī)溶劑、鋰鹽和添加劑。

8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的磷酸鐵鋰離子電池，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、1，3-二氧戊環(huán)、碳酸二乙酯中的一種或它們的混合；所述鋰鹽為LiClO₄、LiPF₆、LiBF₄中的一種或它們的混合，所述添加劑為1，3-二氧戊環(huán)、乙醚、四氫呋喃中的一種或它們的混合。

9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的磷酸鐵鋰離子電池，其特征在于，所述鋰鹽的濃度為0.9～1.5mol/L，所述添加劑的用量為電解液總重量的7～10％。

10、一種如權(quán)利要求1所述磷酸鐵鋰電池的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)正極集流體與負(fù)極集流體的清洗用堿液清洗正極集流體，用酸液清洗負(fù)極集流體，吹干；

(2)正極材料的制備取磷酸鐵鋰粉末、金屬氧化物和正極導(dǎo)電劑，置于粘結(jié)劑的N-甲基吡咯烷酮溶液中，混勻形成共聚物，涂覆于已清洗過的正極集流體上；

(3)負(fù)極材料的制備取天然石墨和人造石墨的混合粉末和負(fù)極導(dǎo)電劑，置于漿料的水溶液中，混勻形成共聚物，涂覆于已清洗過的負(fù)極集流體上；

(4)正、負(fù)極片的制備將正、負(fù)極烘干，輥壓，然后裁剪并碾壓制得正、負(fù)極片；

(5)電解液的制備先將鋰鹽高溫處理，再溶于有機(jī)溶劑和添加劑的混合溶液中即制備得電解液；

(6)磷酸鐵鋰電池的制備，按常規(guī)工藝將正、負(fù)極片置于電解液中，在正、負(fù)極片之間設(shè)置隔膜，并安裝上電池外殼即制備得磷酸鐵鋰電池。