[發明專利]一種高功率鋰離子動力電池

在審

• 申請號: 201710819637.7
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107623142A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 洪樹;張少杰;龔勇君
• 申請（專利權）人: 山東鴻正電池材料科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/58;H01M4/136;H01M10/056
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鋰離子動力電池技術領域，具體是一種高功率鋰離子動力電池。

背景技術

隨著人們對環境保護意識加強，電動汽車逐步走進日常消費市場。面前電動汽車主要分為純電動汽車和混合動力汽車。對于混合動力汽車，市場要求在保持電池功率的情況下，提高續航里程以及耐用性，這就需要提高電池能量密度和高溫性能。

目前中國混合動力汽車市場，電池正極材料主要采用橄欖石結構的磷酸鐵鋰材料，橄欖石結構的磷酸鐵鋰(LiFePO₄)，具有安全性高的優點，但存在放電電壓低(3.3V)、振實密度低等不足。日韓及歐美市場，電池正極材料主要采用層狀結構的錳酸鋰材料，但是高溫性能較差。現有技術中有的采用鎳鈷錳三元材料作為正極，材料克容量、壓實密度以及電池能量密度高于磷酸鐵鋰和錳酸鋰體系，但是安全性較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高功率鋰離子動力電池，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高功率鋰離子動力電池，包括正極極片、隔膜、負極極片、電解液、外接端子和外殼；所述的正極極片是由正極集流體和涂覆于正極集流體上的正極活性物質制得；所述正極活性物質包括正極材料、導電劑和粘結劑，其中正極材料為具有橄欖石結構的磷酸錳鐵鋰材料，所述磷酸錳鐵鋰材料的分子式為LiMn_xFe_1-xPO₄，其中0.2≤x≤0.8；所述電解液由電解質鋰鹽、有機溶劑及正負極成膜添加劑組成。

作為本發明進一步的方案：所述磷酸錳鐵鋰材料的分子式為LiMn_xFe_1-xPO₄，其中0.4≤x≤0.5。

作為本發明進一步的方案：所述磷酸錳鐵鋰材料的一次顆粒范圍為20～500nm，碳含量1.0～5wt％，比表面積10～40m²/g。

作為本發明進一步的方案：所述磷酸錳鐵鋰材料的一次顆粒20～200nm，碳含量1.8～3.0％，比表面積20～35m²/g。

作為本發明進一步的方案：所述磷酸錳鐵鋰材料包覆和/或摻雜1～10wt％的化合物，該化合物為F、Ti、Al、Mg、V、Zn、F、Zr、Cr、Ru、Mo、Ni、Co、W和稀土元素化合物中的至少三種。

作為本發明進一步的方案：所述正極極片雙面面密度為90～150g/m²，導電劑的含量為正極活性物質質量的3～6％。

作為本發明進一步的方案：所述電解質鋰鹽摩爾濃度為0.8～1.5mol/L，其中LiTFSi的摩爾含量為電解質鋰鹽的1～30％。

作為本發明進一步的方案：所述正負極成膜添加劑中含有腈類化合物，腈類化合物為己二腈(AND)和丁二腈(SN)中的至少一種，腈類化合物的含量為正負極成膜添加劑質量的0.5～5％。

作為本發明進一步的方案：腈類化合物的含量為正負極成膜添加劑質量的0.5～2％。

作為本發明進一步的方案：所述正負極成膜添加劑含有硫酯類化合物，硫酯類化合物為亞硫酸丙烯酯(PS)和亞硫酸乙烯酯(ES)中的至少一種，硫酯類化合物的含量為正負極成膜添加劑質量的0.5～5％。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)電池正極材料使用磷酸錳鐵鋰材料，材料有4.1V和3.4V兩個電壓平臺，提高電池能量密度，提高電池功率特性。同時由于橄欖石結構的磷酸錳鐵鋰材料安全性能好，保證電池的安全特性。

(2)電解液使用電解質鋰鹽、有機溶劑及正負極成膜添加劑，降低極片內阻，阻止高溫正極中金屬離子的溶出，提高電池功率性能和高溫性能。

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。

在本發明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所有的設備和原料等均可從市場購得或是本行業常用的。