[發(fā)明專利]一種新能源混合動(dòng)力汽車專用磷酸鐵鋰蓄電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510046266.4
• 申請(qǐng)日: 2015-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104617331A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈元仲;沈亨春;黃曉剛;劉明軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市索陽(yáng)新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0525
• 分類號(hào): H01M10/0525;H01M4/66;H01M4/74;H01M4/58
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蓄電制造備領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種給混合動(dòng)力汽車供電的專用的磷酸鐵鋰蓄電池。

背景技術(shù)

在石油資源日漸短缺、環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，能源、資源、環(huán)境與人類社會(huì)的和諧發(fā)展日益成為關(guān)注的焦點(diǎn)，尋求開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)石化能源的替代能源、實(shí)現(xiàn)無(wú)害資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、謀求人與環(huán)境的和諧，實(shí)現(xiàn)汽車等主流交通工具能源供給清潔化顯得尤為迫切。目前，電動(dòng)汽車的廣泛應(yīng)用已經(jīng)成為了現(xiàn)實(shí)，高能密度、大容量、低成本電池的需求愈來(lái)愈強(qiáng)烈。全世界現(xiàn)在運(yùn)行著近5億輛轎車，其尾氣是造成大氣污染的主要原因之一。隨著全世界石油資源的逐漸枯竭，必須尋找合適的替代能源。上世紀(jì)90年代以來(lái)，全球汽車大公司紛紛轉(zhuǎn)向研究動(dòng)力汽車，投入巨資展開(kāi)激烈角逐。豐田公司應(yīng)用混合動(dòng)力技術(shù)的Prius車于2005年在中國(guó)上市，引領(lǐng)全球汽車界向綠色節(jié)能方向發(fā)展。根據(jù)豐田汽車公司的測(cè)試，Prius轎車在城市工況下比同等排量的花冠轎車節(jié)油44.4%；在市郊節(jié)油29.7％，綜合節(jié)油40.5％。我國(guó)也于十五期間啟動(dòng)實(shí)施了電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)，順應(yīng)了世界汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流，對(duì)于提升我國(guó)汽車工業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展發(fā)揮了重要作用。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展規(guī)劃的要求，中國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo)是：到2010年，電動(dòng)汽車保有量占汽車保有量的5%-10%，年生產(chǎn)銷售電動(dòng)汽車150萬(wàn)輛以上；到2030年，電動(dòng)汽車保有量占汽車保有量50%以上，年生產(chǎn)銷售電動(dòng)汽車1000－1950萬(wàn)輛。

目前，電動(dòng)車動(dòng)力電池主要有四種：鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池和鋰離子動(dòng)力電池（又稱鋰離子電池或鋰動(dòng)力電池）。從現(xiàn)在的水平看還各有優(yōu)勢(shì)，但隨著人們環(huán)境意識(shí)的逐漸提高，以及鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池自身的劣勢(shì)，它們必將逐漸退出歷史舞臺(tái)，因此鋰動(dòng)力電池具有廣闊的應(yīng)用前景。在這種背景下，作為電動(dòng)汽車能源供給之源——電源的研究顯得非常重要。如上所述，在現(xiàn)有的各種動(dòng)力電源系列產(chǎn)品中鋰離子電池具有最良好的應(yīng)用前景，但是鋰離子電池因所用電極材料體系不同而使其性能又有著千差萬(wàn)別?，F(xiàn)在研究較為成熟的正極材料鈷酸鋰，由于其安全性較差，只作為常規(guī)的中小容量電池的正極材料，基本上不具備制作大容量高功率動(dòng)力電池的可能性?，F(xiàn)有的蓄電池具有如下缺陷：使用壽命短、維護(hù)成本高、需要經(jīng)常更換蓄電池；現(xiàn)有的常用蓄電池有污染、對(duì)壞境腐蝕性強(qiáng)，能力密度低、儲(chǔ)能效果不佳；現(xiàn)有的蓄電池對(duì)過(guò)充電敏感。過(guò)充電會(huì)造成電池的氣產(chǎn)生量遠(yuǎn)大于化合量。于是大量氣體排出，電池失水速度很快，影響蓄電池的使用壽命；現(xiàn)有的電動(dòng)汽車中的蓄電池充放率低、電性不穩(wěn)定；現(xiàn)有的蓄電池還具有使用環(huán)境溫度范圍小、耐高底溫性能差、蓄電池容量小等問(wèn)題。

磷酸鐵鋰電池是近幾年來(lái)開(kāi)始引起廣泛關(guān)注的新型鋰離子電池，由于磷酸鐵鋰(L_iF_ePO₄)材料具有比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性能好、成本低廉，作為動(dòng)力電池具有質(zhì)量比能量高、單位價(jià)格/壽命低、工作電位高等諸多優(yōu)勢(shì)；另外磷酸鐵鋰材料無(wú)任何有毒有害物質(zhì)不會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成任何污染，被世界公認(rèn)為綠色環(huán)保電池材料，該材料無(wú)論在生產(chǎn)及使用中均無(wú)污染，它正成為中大容量、中高功率鋰離子動(dòng)力電池首選的正極材料。磷酸鐵鋰電池作為動(dòng)力型電源，必將成為鉛酸、鎳氫及錳、鈷等系列電池最有前景的替代品。因此，磷酸鐵鋰電池被認(rèn)為是標(biāo)志著“鋰離子電池一個(gè)新時(shí)代的到來(lái)”。

一篇申請(qǐng)?zhí)枮?00910306489.4的發(fā)明專利，公開(kāi)一種大容量磷酸鐵鋰蓄電池，其由多只單體電池并聯(lián)組合；單體電池由正極板、負(fù)極板、隔離物及電解液組成；單體電池極耳與集流板或極耳之間對(duì)折后與集流板采用機(jī)械連接方式緊固；其單體電池的正極活性物質(zhì)的重量百分組成主要為91%-95%的磷酸鐵鋰，2%-4%的石墨（super?P），1%-3%的石墨（KS6），以及2%-4%的粘結(jié)劑。但作為新能源混合動(dòng)力汽車來(lái)說(shuō)，上述工藝條件制備的磷酸鐵鋰蓄電池，其采用磷酸鐵鋰、石墨（super?P）、石墨（KS6）等常規(guī)的正極活性物質(zhì)，具有一般電池所具有的充放電過(guò)程中穩(wěn)定性不夠高的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容