[發(fā)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

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110999095.2
• 申請日: 2021-08-28
• 公開（公告）號: CN113707882A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧海波;周勇
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11825
• 代理人: 周慶佳

本發(fā)明公開了一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池以及低溫放電方法，屬于電池技術(shù)領(lǐng)域。所述低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池包括正極片、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(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和正極集流體組成，正極活性物質(zhì)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，所述粘結(jié)劑采用聚偏氟乙烯，導(dǎo)電劑采用導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)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。本發(fā)明通過雙?1，6?亞己基三胺五亞甲叉膦酸與Fe²⁺離子的鰲合，原位形成碳層可以顯著降低膦酸鋰晶粒的生長活化能，獲得單一晶體碳包覆膦酸鋰復(fù)合材料，提高電池低溫環(huán)境下的電化學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池及其低溫放電方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池作為新型儲能裝置，可以實現(xiàn)化學(xué)能與電能之間的互換，為合理有效地開發(fā)和利用新能源提供了重要途徑。理離子電池具有高比能量，自放電小等優(yōu)點，因此迅速占據(jù)了移動電子產(chǎn)品的主要市場。為應(yīng)對能源短缺和環(huán)境惡化的問題，世界各國要求使用新能源汽車取代燃油汽車，其中理離子電池汽車具有續(xù)航里程長、功率大的特點，被認為是理想之選。但是目前仍然有一些問題阻礙著理離子電池的技術(shù)發(fā)展，尤其是電池的使用壽命和溫度適用范圍，極大程度上限制了理離子電池的應(yīng)用。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人類對于生存空間的不斷探索，電子設(shè)備在各種極端條件下的應(yīng)用越來越多，對于理離子電池的要求也越來越高。特別是近年來，我國在航天科技、深海探索、深海開采和極地研究等領(lǐng)域，取得了重大成就。但是，在低溫下，理離子電池的電解液會出現(xiàn)粘度增大、導(dǎo)電率下降、SEI膜的阻抗增加，以及理離子通過電極/電解液界面的速度下降等一系列的問題，最終導(dǎo)致理離子電池的性能迅速下降，乃至完全失效。這就迫切的需要研究出適用于較低溫度環(huán)境的理離子電池。

中國專利文獻″一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池(專利號為：ZL201310703288.4)″公開了一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，包括正極片、負極片、隔膜、電解液、外殼、蓋板和極柱，所述正極片中的正極料包括正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑，所述正極活性物質(zhì)為納米化并經(jīng)非連續(xù)石墨烯結(jié)構(gòu)包覆的磷酸鐵鋰，其中納米化磷酸鐵鋰的中值粒徑為5-10nm，石墨烯為3-8層多層石墨烯，包覆面積占磷酸鐵鋰材料總表面積的40％-70％；所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；所述導(dǎo)電劑為碳纖維、乙炔黑、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種。該發(fā)明的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池的低溫性能得到極大提高，磷酸鐵鋰電池充滿電后，在-40℃±2℃下貯存20h，但是仍然存在電化學(xué)性能有待提高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池以及低溫放電方法，以解決在中國專利文獻″一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池(專利號為：ZL201310703288.4)″公開的基礎(chǔ)上，如何優(yōu)化組分、用量、工藝等，從而提高低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池電化學(xué)性能的問題。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，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(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和正極集流體組成，正極活性物質(zhì)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(zhuǎn)移至不銹鋼反應(yīng)釜中，在175-185℃下反應(yīng)5-7h，經(jīng)冷卻、洗滌和抽濾步驟后，于真空條件下干燥，得前驅(qū)體粉末；將所述前驅(qū)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(jié)劑采用聚偏氟乙烯，導(dǎo)電劑采用導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)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(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的用量比為(82-93)∶(2-8)∶(6-12)；