[發明專利]一種用于提高磷酸鐵鋰電池循環使用壽命的方法

有效

• 申請號: 201410150136.0
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103956460A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 徐軍紅;王進軍
• 申請（專利權）人: 洛陽月星新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/1397
• 分類號: H01M4/1397;H01M4/58
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 符繼超

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及到一種用于提高磷酸鐵鋰電池循環使用壽命的方法。?

背景技術

磷酸鐵鋰LiFePO₄材料具有成本低、環境相容性好、比容量較高、穩定性好等優點，是一種極具應用潛力的鋰離子電池正極材料。但是，磷酸鐵鋰電池的制作成本比較高，限制了其在電動汽車及其儲能領域的廣泛應用。?

目前降低磷酸鐵鋰電池制作成本的方法是通過工藝改進來降低磷酸鐵鋰的價格，或者通過提高磷酸鐵鋰電池的循環使用壽命來間接降低該電池的制作成本。?

多數情況下磷酸鐵鋰電池的循環使用壽命為2000～3000次，提高磷酸鐵鋰電池循環使用壽命的方法通常是在磷酸鐵鋰里加入一些導電劑以提高鋰電池的導電性，導電性提高既提高了循環使用壽命。或是通過在漿料中添加弱酸性或弱堿性物質來提高鋰電池的循環使用壽命，如專利CN101841028A公開了一種提高電池循環壽命的方法，主要是在磷酸鐵鋰漿料中添加碳酸鋰弱堿性物質以提高電池的循環使用壽命，但是存在碳酸鋰在漿料中不穩定并造成鋰電池在后期循環過程中的穩定性變差，同時由于磷酸鐵鋰中Fe²在不同的堿性條件下氧化還原能力不同，造成磷酸鐵鋰化學穩定性不同，pH值過高即堿性過大會造成Fe²⁺的氧化能力過強，易造成電解液的分解或鋁箔的微腐蝕，并因此造成電池結構穩定性變差和內阻增加；pH值過低即堿性過低其Fe²⁺的氧化能力明顯變弱，造成Fe²⁺在充放電過程中氧化還原能力變弱，從而不利于鋰離子的嵌入，不利于提高鋰電池的循環使用壽命。?

選擇一種化學穩定性強的弱酸性或弱堿性物質并添加到磷酸鐵鋰漿料中配制成一定的pH值漿料是一種提高磷酸鐵鋰電池循環使用壽命的方法之一，但目前的技術還達不到該要求。?

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了提供一種用于提高磷酸鐵鋰電池循環使用壽命的方法，該方法制備出的磷酸鐵鋰正極漿料在pH值為8.5～9的堿性條件下，Fe²⁺具有較穩定的氧化還原能力，能顯著提高了磷酸鐵鋰電池層間結構的穩定性和循環壽命，并且對磷酸鐵鋰離子電池的一致性起到積極的作用。?

為了實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：?

一種用于提高磷酸鐵鋰電池循環使用壽命的方法，該方法包括磷酸鐵鋰漿料的制備、磷酸鐵鋰正極漿料的制備以及正極極片的制備，磷酸鐵鋰電池中包含正極集流體，本發明的特征如下：

⑴磷酸鐵鋰漿料的制備

稱取1666克質量濃度為15%的粘結劑并加入到500克的二次蒸餾水中，在25r/min轉速下攪拌1小時，之后加入250克導電劑并在45~5000?r/min轉速下攪拌2小時，之后按1500克磷酸鐵鋰和500克二次蒸餾水為一批次添加量共分三批次添加，在45~5000?r/min轉速下每批次攪拌4小時得到磷酸鐵鋰漿料；

⑵磷酸鐵鋰正極漿料的制備

在所述磷酸鐵鋰漿料中加入450克質量濃度為5～10%的C₂H₅COOH溶液或LiOH溶液或Li₂CO₃溶液并機械攪拌1小時得到磷酸鐵鋰正極漿料，所述磷酸鐵鋰正極漿料的pH值控制在8.5～9范圍；

⑶正極極片的制備

在90～110℃的涂布溫度和1.5～3m/s的涂布速度下，將pH值達到8.5～9的所述磷酸鐵鋰正極漿料均勻涂布在正極集流體上，之后在75～85℃條件下干燥12～24h，干燥后再在5～10Mpa的壓力下進行輥壓即得磷酸鐵鋰電池使用的正極極片。

上述正極集流體采用鋁箔。?

上述粘結劑是LA132水性粘結劑。?

上述導電劑是炭黑。?

上述C₂H₅COOH溶液的pH值要求達到6.5～7，LiOH溶液或Li₂CO₃溶液的pH值要求達到9～10。?

由于采用如上所述技術方案，本發明產生如下積極效果：?

1、本發明的方法具有制備操作過程簡單，成本低，效果顯著，適合大規模工業化生產。

2、本發明與背景技術相比，制備出的正極極片具有較好的化學穩定性，可以提高磷酸鐵鋰電池的循環使用壽命，尤其提高磷酸鐵鋰正極漿料的堿性環境和能力，從而提高磷酸鐵鋰電池的擱置性能和循環穩定性。?

附圖說明