[發明專利]一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池及其低溫放電方法

在審

• 申請號: 202110999095.2
• 申請日: 2021-08-28
• 公開（公告）號: CN113707882A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 顧海波;周勇
• 申請（專利權）人: 江蘇久泰電池科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/44
• 代理公司: 北京中仟知識產權代理事務所(普通合伙) 11825
• 代理人: 周慶佳

1.一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，包括正極片、負極片、隔膜、電解液、電池殼體柱，

所屬正極片中的正極料由正極活性物質、粘結劑、導電劑和正極集流體組成，正極活性物質采用碳包覆磷酸鐵鋰材料，碳包覆磷酸鐵鋰中納米碳層的厚度為2-5nm厚，其中碳包覆磷酸鐵鋰的制備方法為稱取雙-1，6-亞己基三胺五亞甲叉膦酸、碳酸亞鐵、氫氧化鋰溶解于去離子水中，然后加入石墨烯，石墨烯用量為氫氧化鋰用量的二分之一，磁力攪拌至溶解，再將溶液轉移至不銹鋼反應釜中，在175-185℃下反應5-7h，經冷卻、洗滌和抽濾步驟后，于真空條件下干燥，得前驅體粉末；將所述前驅體粉末放入管式爐中，在高純Ar氣的保護下，升溫至700℃，保溫120min，即得；

所述粘結劑采用聚偏氟乙烯，導電劑采用導電炭黑、導電石墨、鱗片石墨、碳納米管中的一種或多種，集流體采用鋁箔；所述正極活性物質、粘結劑、導電劑的用量比為(82-93)∶(2-8)∶(6-12)；

所述負極片中的負極料由負極活性物質、導電劑、增稠劑、粘結劑和負極集流體組成，負極活性物質為中層石墨和碳包覆石墨，中層石墨和碳包覆石墨的質量比為(1.3-3.5)∶(4.2-5.6)；導電劑采用導電碳黑、導電石墨、石墨烯和石墨烯漿料中的一種或多種；增稠劑采用羧甲基纖維素鈉，粘結劑采用丁苯橡膠，集流體采用銅箔，負極活性物質、導電劑、增稠劑、粘結劑的用量比為(89-96)∶(2-5)∶(2-7)∶(1-6)；

所述電解液的配制方法為在充滿Ar氣的手套箱中，加入甲基丙烯酸甲酯、二十碳酸甲酯和丙烯酸丁酯，然后加入鋰鹽六氟磷酸鋰和四氟磷酸鋰，使鋰鹽的濃度為1-1.2mol/L，即得電解液。

2.根據權利要求1所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述碳包覆磷酸鐵鋰中P：Fe：Li的摩爾比為1.2∶1.5∶3.2。

3.根據權利要求1所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述碳包覆磷酸鐵鋰的制備方法中透明溶液在182℃下反應6h，經冷卻、洗滌和抽濾步驟后，于80℃真空條件下干燥8h，得前驅體粉末。

4.根據權利要求1所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述正極活性物質、粘結劑、導電劑的用量比為90∶5∶8。

5.根據權利要求1所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述負極活性物質、導電劑、增稠劑、粘結劑的用量比為92∶4∶5。

6.根據權利要求1所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述甲基丙烯酸甲酯、二十碳酸甲酯和丙烯酸丁酯的用量比為(7-10)∶(10-15)∶(15-18)。

7.根據權利要求6所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述鋰鹽六氟磷酸鋰和四氟磷酸鋰的用量比為4∶1。

8.根據權利要求1-7任一項所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述動力電池的制備方法為：在正極活性物質、粘結劑、導電劑的混合液中加入N-甲基吡咯烷酮制成漿料，涂在鋁片上，于50℃-60℃條件下真空干燥6-8h，制成電池的正極片；以金屬鋰片為負極片，聚丙烯微孔膜為隔膜，以及上述的電解液，再進行電池化成和分容組裝而成。

9.一種根據權利要求8所述動力電池的低溫放電方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：電池管理系統實時檢測電池的溫度；

S2：電池管理系統讀取預設規則；當溫度低于-10℃，啟動溫度補償裝置使動力電池溫度升高。

10.根據權利要求9所述動力電池的低溫放電方法，其特征在于，所述溫度補償裝置包括電阻網和控制器。