一种磷酸铁锂动力电池及其制作方法技术

本发明专利技术提出了一种磷酸铁锂动力电池，包括多个正极、多个负极、多个隔膜、聚合物凝胶电解质、电池壳体，包括：正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成，所述的正极活性物质组分和含量(重量百分比)为：90％～95％的磷酸铁锂；负极由负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和负极集流体组成，所述的负极活性物质包括含量(重量百分比)为91％～93％的石墨；其中，正极、负极以及正负极之间的隔膜通过层层卷绕成螺旋状而组成电芯。本发明专利技术还公开了磷酸铁锂动力电池的制作方法。本发明专利技术的磷酸铁锂动力电池及其制作方法采用以磷酸铁锂为主添加导电石墨、鳞片石墨等的物质，并采用软包装卷绕式提高了动力电池比能量、结构稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了一种磷酸铁锂动力电池，包括多个正极、多个负极、多个隔膜、聚合物凝胶电解质、电池壳体，包括：正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成，所述的正极活性物质组分和含量(重量百分比)为：90％～95％的磷酸铁锂；负极由负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和负极集流体组成，所述的负极活性物质包括含量(重量百分比)为91％～93％的石墨；其中，正极、负极以及正负极之间的隔膜通过层层卷绕成螺旋状而组成电芯。本专利技术还公开了磷酸铁锂动力电池的制作方法。本专利技术的磷酸铁锂动力电池及其制作方法采用以磷酸铁锂为主添加导电石墨、鳞片石墨等的物质，并采用软包装卷绕式提高了动力电池比能量、结构稳定性。【专利说明】
本专利技术动力电池及其制作方法，特别涉及。
技术介绍
目前，随着社会的发展，传统石油资源的日益减少，以及以全球变暖为主要特征的 气候问题对人类威胁越来越严重。 采用电池建造储能电站将发电站剩余电能储能起来削峰填谷的作用可以极大的 解决能源紧缺问题，以往储能电站的电池是使用铅酸电池，由于铅酸电池本身的污染及使 用寿命短，使用环境温度要求高等问题，逐步被磷酸铁锂电池代替，目前大多数厂家的磷酸 铁锂电池的比能量低只有110?120wh/kg，低温性能差等问题提高了电池的制作成本缩小 了电池的应用范围，传统的电池的包中由很多的单片堆积而成，相当于多数电池并联而成， 由于电池极片的差异性，导致内部极片容量不一，容易造成电池内部不稳。
技术实现思路
本专利技术提出，在于克服锂离子电池单纯的锂 离子动力电池比能量小，使用环境温度要求高，需常温放电的问题。 本技术方案是这样实现的： 本专利技术公开了一种磷酸铁锂动力电池，包括多个正极、多个负极、多个隔膜、聚合 物凝胶电解质、电池壳体，包括： 正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成，所述的正极活性物质包 括：90%?95% (重量百分比）的磷酸铁锂； 负极由负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和负极集流体组成，所述的负极活 性物质包括含量（重量百分比）为91 %?93%的石墨； 其中，正极、负极以及正负极之间的隔膜通过层层卷绕成螺旋状而组成电芯。 在本专利技术所述的磷酸铁锂动力电池中，所述的正极采用的粘结剂、导电剂和正极 集流体具体为：所述的粘结剂采用聚偏氟乙烯；导电剂采用导电炭黑、导电石墨、鳞片石 墨、纳米碳管中的一种或多种；正极集流体采用铝箔。 在本专利技术所述的磷酸铁锂动力电池中，所述的正极的组分以及重量百分比为： 磷酸铁锂 90 %?95 %; 纳米碳管 1%?3%; 导电炭黑 1%?3%; 鳞片石墨 0%?2%; 聚偏氟乙烯 2%?4%; 余量为铝箔。 在本专利技术所述的磷酸铁锂动力电池中，所述的负极所采用的导电剂、增稠剂、粘结 剂和负极集流体具体为：导电剂采用导电碳黑、纳米碳管中的一种或两种；增稠剂采用羧 甲基纤维素钠；粘结剂采用丁苯橡胶；负极集流体采用铜箔。 在本专利技术所述的磷酸铁锂动力电池中，所述的负极的组分以及重量百分比为： 石墨 91%?93%; 导电碳黑 0%?2%; 纳米碳管 0%?2%; 丁苯橡胶 2%?3%; 羧甲基纤维素钠 0%?2% ; 余量为铜箔。 本专利技术公开了一种上述的磷酸铁锂动力电池的制作方法，包括： S1.将2wt%?4wt%的聚偏氟乙烯加入N-甲基吡咯烷酮中，在有循环水冷却的 条件下进行真空搅拌5?6小时，然后加入混合均匀的90%?95%的磷酸铁锂和导电剂的 混合物，加完料搅拌5?6小时，得到的浆料过150目筛1?2次；其中，导电剂的配比为： lwt%?3wt%的导电炭黑或Owt%?2wt%的鳞片石墨或lwt%?3wt%的纳米碳管或它们 三种的混合物； S2.将Owt%?2wt%的羧甲基纤维素钠加入去离子水中搅拌4?5小时，随后加 入Owt%?2wt%的导电炭黑及Owt%?2wt%的纳米碳管搅拌1?2小时，获得楽料，楽料 过胶体磨以使导电炭黑及纳米碳管得到完全分散，再加入91 %?93 %的负极活性物质搅 拌5?6小时，随后加入2wt%?3wt%的丁苯橡胶搅拌1?2小时，得到的楽料过150目 筛1?2次；负极活性物质采用人造石墨、天然石墨、中间相碳微球或硬碳材料中的一种或 多种； S3.使用基材厚度为16?24um铝箔进行正极涂布，负极使用基材厚度为7? 13 μ m的铜箔进行负极涂布； S4.将涂布完的膜片卷料放入烘箱85度真空烘烤4小时，除去水份； S5.辊压极片，将辊压好的极片进行横切和分切出需要的尺寸； S6.将极片在真空下进行85度烘烤4小时； S7.按照隔膜/负极/隔膜/正极卷绕式结构卷成电池芯，所述的隔膜采用厚度为 20um?40um的隔离膜； S8.根据电池设计要求把正负极极耳焊接于正负极极片预留集流体上，极耳上留 有纤维密封胶，正负极极耳焊接都采用辊压式超声焊焊接固定； S9.把叠合电芯装入冲好的电池壳体中，将铝塑复合膜封住； S10.将电芯放入真空状态下85度烘烤24小时，电芯在环境湿度小于-45% RH中 注入聚合物凝胶型电解液，然后热封电池另一侧边； S11.将静置完成的电池芯放入40度的热夹具中压1?2分钟，然后放入普通夹具 中压30秒?60秒； S12.电池化成和分容：采用夹具化成，化成工艺为0. 03C充电2小时，0. 2C充电 到4. 2V，电池放入不锈钢铁板中夹具80度烘烤3?5个小时，然后对电池进行除气、热封、 裁边、整形；电池分容工艺为0. 3C恒流充到4. 2V，再在4. 2V下恒流恒压充电，截止电流为 0. 02C，然后以0. 3C放电到3. 0V。 在本专利技术所述的磷酸铁锂动力电池的制作方法中，正极压实密度为2. 0?3. 5g/ cm3,负极压实密度为1. 2?1. 6g/cm3。 实施本专利技术的，具有以下有益的技术效果： 区别于现有技术中单纯的锂离子动力电池比能量小，只有110?120wh/KG，使 用环境温度要求高，需常温放电，本专利技术专利的电池比能量达到150wh/kg，使用环境温度 在-20度?65度，其内部稳定性较好。 【具体实施方式】 本说明书中，使用wt表示重量百分比。 实施例1， 一种磷酸铁锂动力电池，包括正极、负极、25um的隔膜、聚合物凝胶电解质、电池壳 体，包括： 正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成， 配比为：正极活性物质采用采用90wt%的磷酸铁锂，粘结剂采用2. 5wt%的聚偏 氟乙烯；导电剂采用lwt%的导电炭黑；正极集流体采用16um的错箔； 负极由负极材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和负极集流体组成， 配比为：负极材料采用91wt%的石墨烯；导电剂采用0. 2wt%的导电炭黑；增稠剂 采用0. 5wt%的羧甲基纤维素钠；粘结剂采用2wt%的丁苯橡胶；负极集流体采用7um的铜 箔； 其中，电芯包括正极、负极以及正负极之间的隔膜，正极、负极以及正负极之间的 隔膜通过层层卷绕成螺旋状而组成电芯，整个电芯呈圆柱状，分别在两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷酸铁锂动力电池，包括多个正极、多个负极、多个隔膜、聚合物凝胶电解质、电池壳体，其特征在于，包括：正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成，所述的正极活性物质包括：90％～95％(重量百分比)的磷酸铁锂；负极由负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和负极集流体组成，所述的负极活性物质包括含量(重量百分比)为91％～93％的石墨；其中，正极、负极以及正负极之间的隔膜通过层层卷绕成螺旋状而组成电芯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万文安，程建聪，
申请(专利权)人：深圳普益电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44