[發(fā)明專利]一種具有高倍率、長循環(huán)壽命的磷酸鐵鋰電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410208026.5
• 申請日: 2014-05-18
• 公開（公告）號: CN104051779A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖文杰
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳賽驕陽能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/587;H01M4/58;H01M10/0569
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 王賢義

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池，更具體地說,本發(fā)明涉及一種具有高倍率、長循環(huán)壽命的磷酸鐵鋰電池。

背景技術(shù)

由于磷酸鐵鋰材料具備原材料來源豐富、環(huán)保無毒、工作電壓高、熱穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點，被認(rèn)為是新一代鋰離子電池的理想正極材料。近幾年來，磷酸鐵鋰動力電池以其絕對安全可靠、超長循環(huán)壽命、平穩(wěn)的放電平臺等優(yōu)點備受全球鋰電池專家的青睞，取得了迅速的發(fā)展。可以說磷酸鐵鋰動力電池完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰電池的安全隱患問題，引領(lǐng)中國鋰電池行業(yè)邁向新的時代。尤其是優(yōu)異的循環(huán)性能，與其他傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，磷酸鐵鋰動力電池1C?放電使用長達(dá)2000?次，容量保持率不低于80%。動力電池對倍率性能的要求越來越高，導(dǎo)致磷酸鐵鋰材料性能要求提高，顆粒細(xì)化甚至納米化，為滿足動力電池的使用要求，解決鋰離子電池高倍率放電的問題，開發(fā)出一種高倍率放電、長循環(huán)壽命的磷酸鐵鋰電池顯得十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有高倍率和長循環(huán)壽命的磷酸鐵鋰電池。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明包括外包裝覆蓋層，所述外包裝覆蓋層下從外至內(nèi)依次堆疊有隔膜層、負(fù)極層、隔膜層和正極層，所述負(fù)極層上延伸有負(fù)極極耳組件，所述正極層上延伸有正極極耳組件。

進(jìn)一步地，所述外包裝覆蓋層為鋁塑膜覆蓋層。

進(jìn)一步地，所述正極層中的導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳黑、導(dǎo)電石墨、碳納米管混合物；所述正極漿料的重量百分比為磷酸鐵鋰84～92wt%，導(dǎo)電劑6～15wt%，粘結(jié)劑3?～10wt%。

進(jìn)一步地，所述磷酸鐵鋰的顆粒形狀為彌散的球狀，粒徑為200～300nm，比表面積為20～30m²/g。

進(jìn)一步地，所述的隔膜層為Celgard-2300?PP、PE?與PP?構(gòu)成的三層復(fù)合隔膜。

進(jìn)一步地，所述三層復(fù)合隔膜上分布有微孔。

進(jìn)一步地，所述負(fù)極層為硬碳層。

進(jìn)一步地，所述正極層為磷酸亞鐵鋰層。

進(jìn)一步地，所述的負(fù)極極耳組件包括有負(fù)極極耳，所述的負(fù)極極耳上設(shè)置有絕緣膜；所述的正極極耳組件包括有正極極耳，所述的正極極耳上設(shè)置有絕緣膜。

更進(jìn)一步地，所述隔膜層、負(fù)極層、隔膜層和正極層形成一個堆疊層組，所述堆疊層組至少有兩組并相互疊加。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明依托于硬碳層所構(gòu)成的負(fù)極層，與磷酸亞鐵鋰構(gòu)成的正極層相配合，采用六氟磷酸鋰有機(jī)溶劑，能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)壽命長、比容量高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、原料資源豐富、安全性好，不污染環(huán)境的二次鋰離子電池。并且，相對于磷酸亞鐵鋰或硬碳半電極的循環(huán)壽命有了明顯的提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的簡易結(jié)構(gòu)示意圖，其中，圖中各附圖標(biāo)記的含義如下：

1?負(fù)極極耳??2?正極層???3?隔膜層??4?負(fù)極層???5?外包裝覆蓋層????????6?正極極耳????7?極耳絕緣膜。

具體實施方式

如圖1?所示的磷酸鐵鋰鋰電池，包括有外包裝覆蓋層5，其特別之處在于：本發(fā)明所采用的外包裝覆蓋層5?下分布有隔膜層3。具體來說，該隔膜層3?下分布有負(fù)極層4，負(fù)極層4?下再次發(fā)布有隔膜層3，在該隔膜層3?下分布有正極層2?；同時，在負(fù)極層4?上延伸有負(fù)極極耳1?組件。并且，在正極層2?上延伸有正極極耳6?組件。

本發(fā)明采用三維混料機(jī)和高速攪拌機(jī)相結(jié)合的方法來實現(xiàn)漿料的均勻分散，該三維混料機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為10～30r/min，高速攪拌機(jī)低速公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為15～30r/min，高速分散轉(zhuǎn)速為1000～2500r/min，真空度為-0.08MPa～-0.1Mpa。利用三維混料機(jī)對正負(fù)極干粉進(jìn)行預(yù)先均勻混合，縮短漿料攪拌時間，解決粉體材料的難均勻分散的問題，提高漿料的一致性。

就本發(fā)明一較佳的實施方式來看，為了有效提升對外部環(huán)境的阻隔作用，提高電池的自身抗干擾能力，不受外界侵?jǐn)_，能延長使用壽命，本發(fā)明所采用的外包裝覆蓋層5?為鋁塑膜覆蓋層。并且，考慮到能夠?qū)ω?fù)極層4?與正極層2?進(jìn)行最為有效的絕緣阻斷，不會出現(xiàn)不必要的短路或是擊穿現(xiàn)象，提升電池的整體穩(wěn)定性，本發(fā)明所采用的隔膜層3?為Celgard-2300??PP?與PE?及PP?構(gòu)成的三層復(fù)合隔膜。具體來說，該三層復(fù)合隔膜上分布有微孔。