一种低温型磷酸铁锂电池的制备方法技术

本发明专利技术公开一种低温型磷酸铁锂电池的制备方法，主要包括正极材料、负极材料、电解液、导电剂的选择，正极材料为纳米级磷酸铁锂，比表面积相对适中。负极材料为中间相碳微球，能够提供电池充放电过程中向同性的锂离子扩散通道，有利于改善电池的低温放电性能。电解液选择低温型，能够确保低温环境下电解液的导电性能，加快锂离子的迁移速率，提高电池的低温放电性能。正极导电剂为纳米碳纤维VGCF、导电炭黑SP、石墨系导电剂KS-6的复合物，有利于充分发挥复合导电剂的协同效应，提高电池的低温放电性能。本发明专利技术提供的磷酸铁锂电池具有良好的低温放电性能，-20℃放电率为室温容量的85%，可满足小型电动工具在寒冷地区的使用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种低温型磷酸铁锂电池的制备方法。
技术介绍
为响应国家节能减排，绿色环保的能源号召，锂电池的发展最为迅速，前景也最为广阔，成为近些年来能源界广泛研究的热点。而磷酸铁锂电池由于具有比容量高、循环寿命长、绿色环保、安全可靠等诸多优势在锂电池中脱颖而出，深受国内业界人士的青睐。尽管如此，但其自身也存在一定的不足，低温性能较差，使得磷酸铁锂电池在比较寒冷的地区无法使用，这在某种程度上也限制了磷酸铁锂电池的大规模商业化推广应用。为解决这一难题，进一步拓宽磷酸铁锂电池的应用领域，迫切需要改善磷酸铁锂电池的低温放电性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低温性能较好的磷酸铁锂电池，解决现有磷酸铁锂电池在低温条件下（-20℃）放电差的问题，为扩大磷酸铁锂电池在寒冷地区的应用奠定技术基础。为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种低温型磷酸铁锂电池的制备方法，主要包括正极材料、负极材料、电解液、导电剂的选择，正极材料为纳米级磷酸铁锂，负极材料为中间相碳微球，电解液选择低温型，正极浆料中各组分重量百分比为磷酸铁锂93.5～96wt%，导电剂2.0～3.0wt%，粘结剂2.0～3.5wt%，导电剂为纳米碳纤维VGCF与导电炭黑SP、石墨系导电剂KS-6的复合物，其重量百分比为纳米碳纤维VGCF：导电炭黑SP：石墨系导电剂KS-6=0.5～1：1～2：0.5～1；负极浆料中<br>各组分重量百分比为中间相碳微球93.5～95wt%，导电剂1～2wt%，粘结剂4.0～5.5wt%。所述的正极材料的一次颗粒大小为200～300nm，比表面积为9～12m2/g，有利于改善浆料的加工性能。所述的负极材料为中间相碳微球，粒度分布为10～15μm，比表面积为1.5～3.0m2/g。所述的电解液为低温型，锂盐为六氟磷酸锂LiPF6，浓度为0.95mol，溶剂为三元体系，体积比为EC（碳酸乙烯酯）：EMC（碳酸甲乙酯）：BS（丁烷磺酸内酯）=3：4：2。所述的纳米碳纤维的管径为100nm，管长度为7μm，比表面积为10～20m2/g。本专利技术的有益效果效果：极材料为中间相碳微球，能够提供电池充放电过程中各向同性的锂离子扩散通道，有利于改善电池的低温放电性能；电解液选择低温型，能够确保低温环境下电解液的导电性能，加快锂离子的迁移速率，提高电池的低温放电性能；正极导电剂为纳米碳纤维VGCF、导电炭黑SP、石墨系导电剂KS-6的复合物，有利于充分发挥复合导电剂的协同效应，提高电池的低温放电性能；本专利技术提供的磷酸铁锂电池型号为26650-3000mAh-3.2V，室温容量分布为3000-3060mAh，能够实现-20℃持续放电，放电率为室温容量的85%。附图说明图1为本专利技术采用正极材料的SEM图；图2为本专利技术采用负极材料的SEM图；图3为本专利技术-20℃（0.5C）放电曲线图。具体实施方式下面以以具体实施例和附图来阐述本专利技术，电池所采用的正极材料如图1所示，正极材料一次颗粒大小平均为200nm，比表面积为10m2/g；纳米碳纤维的管径为100nm，管长度为7μm，比表面积为15m2/g；负极材料为中间相碳微球，粒径大小平均为12μm，比表面积为2.0m2/g。实施例1正极：LiFePO4:SP:KS-6:VGCF:PVDF:NMP=95.5:1:0.5:0.5:2.5:114。先将PVDF溶解于NMP中，公转转速为15r/min，分散转速为1400r/min，搅拌时间为3h，配置成均匀的胶液，然后向上述胶液中加入导电剂SP、KS-6、VGCF，公转转速为20r/min，分散转速为2000r/min，搅拌时间约为3h，再将磷酸铁锂分2次加入到浆液中，每次加入时公转转速为10r/min，分散转速为1000r/min，搅拌时间约为15min，待活性物质全部加入后及时刮动搅拌桶壁上和底部未分散开的干料，充分保证浆料湿润。保持真空度为-0.09MPa，公转转速为20r/min，分散转速为2200r/min，搅拌时间约为2.5h。搅拌好的浆料经过真空消泡后过筛进行涂布，经过干燥、辊压、分切制得正极片。负极：MCMB:SP:CMC:SBR:H2O=95:1:1.5:2.5:122。先将CMC溶解于H2O中，公转转速为10r/min，分散转速为1200r/min，搅拌时间约为3h，配置成均匀的胶液，然后向上述胶液中加入导电剂SP，公转转速为16r/min，分散转速为1800r/min，搅拌时间约为2h，再将中间相碳微球MCMB分2次加入到浆液中，每次加入时公转转速为10r/min，分散转速为800r/min，搅拌时间约为10min，待活性物质全部加入后及时刮动搅拌桶壁上和底部未分散开的干料，充分保证浆料湿润。保持真空度为-0.09MPa，公转转速为20r/min，分散转速为2000r/min，搅拌时间约为2.5h。搅拌好的浆料经过真空消泡后过筛进行涂布，经过干燥、辊压、分切制得负极片。将制备好的正负极片配隔膜卷绕成圆柱形26650电芯，入壳后烘烤72h，进行装配、检测。装配过程中在惰性气体保护下进行，电解液采用低温型，注液量为6g，隔膜采用单层PE、PP或PP/PE/PP隔膜，厚度为20μm。实施例2正极：LiFePO4:SP:KS-6:VGCF:PVDF:NMP=94.5:1:1:0.5:3:114。先将PVDF溶解于NMP中，公转转速为15r/min，分散转速为1400r/min，搅拌时间为3h，配置成均匀的胶液，然后向上述胶液中加入导电剂SP、KS-6、VGCF，公转转速为20r/min，分散转速为2000r/min，搅拌时间约为3h，再将磷酸铁锂分2次加入到浆液中，每次加入时公转转速为10r/min，分散转速为1000r/min，搅拌时间约为15min，待活性物质全部加入后及时刮动搅拌桶壁上和底部未分散开的干料，充分保证浆料湿润。保持真空度为-0.09MPa，公转转速为20r/min，分散转速为2200r/min，搅拌时间约为2.5h。搅拌好的浆料经过真空消泡后过筛进行涂布，经过干燥、辊压、分切制得正极片。负极：MCMB:SP:CMC:SBR:H2O=93.7:1.5:1.8:3:122。先将CMC溶解于H2O中，公转转速为10r/min，分散转速为1200r/min，搅拌时间约为3h，配置成均匀的胶液，然后向上述胶液中加入导电剂SP，公转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温型磷酸铁锂电池的制备方法，其特征在于，正极材料为纳米级磷酸铁锂，负极材料为中间相碳微球，正极浆料中各组分重量百分比为磷酸铁锂93.5～96wt%，导电剂2.0～3.0wt%，粘结剂2.0～3.5wt%，导电剂为纳米碳纤维VGCF与导电炭黑SP、石墨系导电剂KS‑6的复合物，其重量百分比为纳米碳纤维VGCF：导电炭黑SP：石墨系导电剂KS‑6= 0.5～1：1～2：0.5～1；负极浆料中各组分重量百分比为中间相碳微球93.5～95wt%，导电剂1～2wt%，粘结剂4.0～5.5wt%。

【技术特征摘要】
1.一种低温型磷酸铁锂电池的制备方法，其特征在于，正极材料为纳米级磷酸铁锂，负
极材料为中间相碳微球，正极浆料中各组分重量百分比为磷酸铁锂93.5～96wt%，导电剂
2.0～3.0wt%，粘结剂2.0～3.5wt%，导电剂为纳米碳纤维VGCF与导电炭黑SP、石墨系导电剂
KS-6的复合物，其重量百分比为纳米碳纤维VGCF：导电炭黑SP：石墨系导电剂KS-6=0.5～
1：1～2：0.5～1；负极浆料中各组分重量百分比为中间相碳微球93.5～95wt%，导电剂1～
2wt%，粘结剂4.0～5.5wt%。
2.根据权利要求1中所述一种低温型磷酸铁锂电池的制备方法，其特征在于，所述的正
极材料的一次颗粒大小为200～300nm，比表面积...

【专利技术属性】
技术研发人员：关成善，宗继月，张敬捧，刘艳辉，
申请(专利权)人：山东精工电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37