[發明專利]一種環境友好型磷酸鐵鎂鋰電池及其制備方法

無效

• 申請號: 201310354746.8
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103390780A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 劉洪;許國興
• 申請（專利權）人: 劉洪;許國興
• 主分類號: H01M10/52
• 分類號: H01M10/52;H01M4/62;H01M10/058
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池，特別是一種環境友好型磷酸鐵鎂鋰電池及其制備方法。

背景技術

隨著二十世紀微電子技術的發展，小型化的設備口益增多，對電源提出了很高的要求。鋰離子電池隨之進入了大規模的實用階段。最早得以應用于心臟起搏器中。由于鋰離子動力電池的自放電率極低，放電電壓平緩。使得起搏器植入人體長期使用成為可能。現如今鋰離子電池己經廣泛應用于手機電池，筆記本電腦電池，電動車電車以及電動汽車電池等。高倍率的鋰離子動力電池還能應用于大型公交車輛，輕型電動車，太陽能及風能發電的儲能設備，人造衛星和航空航天等方面。

從綜合性能的角度上來看，鋰離子電池無疑是目前最具有發展和應用前景的二次電池。自索尼公司將鋰離子電池技術推向市場開始，電極材料制備的發展進步也一直在推動該項技術的不斷發展，良好性能的電極材料的開發直接推動了目前鋰離子電池的更新換代。

鋰離子電池主要由正極材料、電解質和負極材料組成。目前來說鋰離子電池的負極材料主要有碳材料、合金材料、過渡金屬氧化物、氮化物和錫基氧化物等。石墨以及經過改性的碳材料是目前最常用的負極材料。簡單說來，鋰離子電池的負極材料的實際容量己經突破了廣泛的石墨負極的容量(372mAhg^-1)。而正極材料的發展卻是相對比較緩慢，從而制約了鋰離子電池的發展速度，因此對于鋰離子電池來說，正極材料的研究和發展顯得更是尤為重要。而近年來報道的聚陰離子型化合物做為鋰離子電池正極材料時具有良好的性能。目前應用比較廣泛的正極材料有錳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰和磷酸釩鋰等等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種環境友好型磷酸鐵鎂鋰電池及其制備方法，該磷酸鐵鎂鋰電池安全性能高，體積小，能夠高倍率充放電。

為實現上述目的.本發明提供如下技術方案：

一種環境友好型磷酸鐵鎂鋰電池，包括正極活性物質和負極活性物質，所述正極活性物質按照重量份的原料為：磷酸鐵鎂鋰90-100份、石墨烯1-5份、導電碳材1-3份、粘合劑3-5份、N-甲基吡咯烷酮80-120份；所述負極活性物質按照重量份的原料為：活性碳材90-95份、石墨烯1-4份、導電碳材1-2份、粘合劑3-5份、去離子水90-130份。

作為本發明進一步的方案：所述正極活性物質按照重量份的原料為：磷酸鐵鎂鋰95份、石墨烯3份、導電碳材2份、粘合劑4份、N-甲基吡咯烷酮100份。

作為本發明進一步的方案：所述負極活性物質按照重量份的原料為：活性碳材92.5份、石墨烯2.5份、導電碳材1.5份、粘合劑4份、去離子水110份。

作為本發明進一步的方案：所述活性碳材包括人造石墨、天然石墨、改性石墨。

作為本發明進一步的方案：所述導電炭材包括石墨導電劑、炭黑導電劑。

作為本發明進一步的方案：所述粘合劑包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯、羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、明膠。

所述的環境友好型磷酸鐵鎂鋰電池的制備方法，包括以下步驟：

(1)將正極活性物質的原料按比例充分混合，制成混合正極漿料，再將混合正極漿料涂布在鋁箔或鋁網上，烘干后加熱壓延制成正極片；

(2)將負極活性物質的原料按比例充分混合，制成混合負極漿料，再將混合負極漿料涂布在銅箔或銅網上，烘干后加熱壓延制成負極片；

(3)將正極片、負極片與隔離膜卷繞或層疊成電芯：

(4)將若干個電芯經并聯后組裝在一起；

(5)將并聯后電芯與電池外殼端子或極柱連接且鎖緊；

(6)將入殼電芯注液后密封，經化成、檢測制作成電池。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明選用合適比例的正負極活性物質，并引入了石墨烯來改善電極材料的導電性，提高了高倍率放電條件下正負極活性物質的循環穩定性，提高放電平臺，改善了鋰電池的高倍率放電性能。本發明制備得到的磷酸鐵鎂鋰電池具有大電流充放電能力；環境友好性強，在-25℃條件下放電能力達80％以上；該方法操作方便、產物均勻性好、低成本、環保，且易于商業生產，在鋰電池領域具有廣泛的實際價值。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1