The invention discloses a high-rate, high-safety and long-life lithium iron phosphate battery and its preparation method, which relates to the field of lithium batteries. The positive paste of the battery adopts lithium iron phosphate, conductive carbon black, carbon nanotubes, polyvinylidene fluoride, N methyl pyrrolidone; the positive collector adopts carbon-aluminium foil coating; the negative paste adopts artificial graphite composite material, conductive carbon black, thickener CMC, etc. Binder SBR, microporous copper foil for negative collector, lithium hexafluorophosphate organic solvent electrolyte for electrolyte, injection volume 6.0-6.2g, ceramic coated diaphragm for diaphragm. The beneficial effect of the invention is that the lithium iron phosphate battery prepared by the invention has high rate performance, high safety and long service life.
【技术实现步骤摘要】
一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池及其制备方法
本专利技术涉及一种锂离子二次电池制造
，具体涉及一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池及其制备方法。
技术介绍
作为新一代二次电池，锂离子电池被认为是最有发展前景的二次电池。与传统铅酸电池、镍氢电池、镍镉等二次电池相比，锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长、能量密度大、无记忆功能等诸多优势。自上世纪90年代锂离子电池出现以来，随着锂离子电池材料及关键技术的不断发展与进步，现已广泛应用在电子产品、新能源汽车、航空航天等领域。目前，国内锂离子电池正极材料主要集中在锰酸锂、三元锂以及磷酸铁锂，其中，由于磷酸铁锂具有循环稳定性好、安全性高、原料来源丰富、不含有毒金属等优势，被认为是现存正极材料中最具有发展前景的材料之一。近几年来，磷酸铁锂动力电池以其绝对安全可靠、超长循环寿命、平稳的放电平台等优点备受全球锂电池专家的青睐，取得了迅速的发展。可以说磷酸铁锂动力电池完全解决了钴酸锂和锰酸锂电池的安全隐患问题，引领中国锂电池行业迈向新的时代。尤其是优异的循环性能，与其他传统的锂离子电池相比，磷酸铁锂动力电池1C放电使用长达2000次，容量保持率不低于80％。目前市场上需求的都是高容量、高倍率、长寿命的新能源系统，由于磷酸铁锂本身导电性差，锂离子扩散慢造成电池高倍率充放电时，平台电压低、循环寿命衰减快等缺点，无法满足现有技术的需求，因此有必要开发出一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池。本专利技术一方面的...
【技术保护点】
1.一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池，其特征在于：正极浆料采用磷酸铁锂、导电碳黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯、N‑甲基吡咯烷酮，各组分的质量配比为92.5～94.5:1.8～2.2:1.4～1.6:2.9～3.1:33.5～35.5，正极集流体采用涂碳铝箔，其中涂碳铝箔厚度为20～30μm，涂层双层厚度为4～8μm；负极浆料采用人造石墨复合材料、导电碳黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR，各组分质量配比为92.4～94.4:2.8～3.2:1.5～1.6:3.8～4.2，负极集流体采用微孔铜箔，微孔铜箔的厚度为15～25μm；电解液采用六氟磷酸锂有机溶剂电解液，注液量6.0～6.2g；隔膜采用陶瓷涂层隔膜，所述陶瓷涂层隔膜厚度为20μm，涂层厚度为3～5μm；其中，正极浆料中的所述磷酸铁锂的D10＞0.4μm，D50在0.8～2.5μm，D90＜10μm，比表面积15～25m
【技术特征摘要】
1.一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池，其特征在于：正极浆料采用磷酸铁锂、导电碳黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮，各组分的质量配比为92.5～94.5:1.8～2.2:1.4～1.6:2.9～3.1:33.5～35.5，正极集流体采用涂碳铝箔，其中涂碳铝箔厚度为20～30μm，涂层双层厚度为4～8μm；负极浆料采用人造石墨复合材料、导电碳黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR，各组分质量配比为92.4～94.4:2.8～3.2:1.5～1.6:3.8～4.2，负极集流体采用微孔铜箔，微孔铜箔的厚度为15～25μm；电解液采用六氟磷酸锂有机溶剂电解液，注液量6.0～6.2g；隔膜采用陶瓷涂层隔膜，所述陶瓷涂层隔膜厚度为20μm，涂层厚度为3～5μm；其中，正极浆料中的所述磷酸铁锂的D10＞0.4μm，D50在0.8～2.5μm，D90＜10μm，比表面积15～25m2/g，压实密度2.1～2.2g/cm3，1C克容量发挥≥140mAh/g；所述碳纳米管平均直径5～12nm，平均管长5～10μm，比表面积250～300m2/g；负极浆料中的所述人造石墨复合材料的粒径D10为3.0～6.0μm，D50为8.0～12μm，D90＜30μm，振实密度为1.0～1.2g/cc，比表面积为0.8～1.6m2/g，可逆比容量为355～363mAh/g。2.根据权利要求1所述的一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池，其特征在于：所述磷酸铁锂、导电碳黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮的质量配比为93～94:1.9～2.1:1.45～1.55:2.95～3.05:34～35，涂碳铝箔的厚度为22～28μm，涂层双层厚度为5～7μm；所述人造石墨复合材料、导电碳黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR的质量配比为93.2～93.6:2.9～3.1:1.55～1.65:3.9～4.1，所述微孔铜箔的厚度为18～22μm；所述电解液注液量为6.0～6.1g。3.根据权利要求2所述的一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池，其特征在于：所述磷酸铁锂、导电碳黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮的质量配比为93.5:2:1.5:3:34.5，涂碳铝箔的厚度为25μm，涂层双层厚度为6μm；所述人造石墨复合材料、导电碳黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR的质量配比为93.4:3:1.6:4，所述微孔铜箔的厚度为20μm；所述电解液注液量为6.0g；所述陶瓷隔膜厚度为20μm，涂层双层厚度为4μm。4.根据权利要求1-3任一所述的一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池，其特征在于：所述正极浆料的克比容量为140-150mAh/g，压实密度2.0～2.6g/cm2。5.根据权利要求1-3任一所述的一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池，其特征在于：所述负极浆料克比容量为355～365mAh/g；压实密度为1.2～1.7g/cm2。6.一种高倍率、高安全、长寿命磷酸铁锂电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)正极极片的制备：将聚偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮以混合搅拌2～3h制成胶液，加入碳纳米管继续搅拌1～2h，制作成导电胶液，最后加入磷酸铁锂充分进行匀浆，将匀浆完成的浆料经涂布机均匀涂覆在涂碳铝箔上，经过干燥、辊压、分切制得正极片，极耳材质为铝带，宽度为5mm；(2)负极极片制备：先将增稠剂CMC溶解于水中，搅拌1～2h，然后将人造石墨复合材料和导电剂混合之后利用干粉混合机均匀分散搅拌，搅拌转速为30～40r/min，搅拌时间为70～90min；再将混合好的材料加入到胶液中，先以20～30r/min的速度搅拌40～60min；再以1500～1800r/min的速度搅拌1～3h，真空度为-0.09～-0.05MPa；搅拌好的浆料经过真空消泡后过筛均匀涂覆在铜箔上，经过干燥、辊压、分切制得负极片，极耳材质为铜镍复合带，宽度为5mm；(3)将制备好的正负极片配隔膜卷绕成圆柱形电芯，入壳后烘烤12～24h，进行装配、检测；装配过程中在惰性气体保护下进行，电解液采用六氟磷酸锂有机溶剂电解液，注液量6.0～6.2g；隔膜采用单层PE陶瓷隔膜，陶瓷隔膜厚度为20μm，涂层厚度为3～5μm；其中，所述步骤(1)中磷酸铁锂的制备方法包括以下步骤：S11、将正磷酸铁和Fe3O4按照质量比3～6:1混合形成复合铁源，加入球磨设备中，然后加入去...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖宗江，江涛，邹晓兵，
申请(专利权)人：江西省汇亿新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36
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