一种磷酸铁锂电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种磷酸铁锂电池，其正极材料包含以下组分：磷酸铁锂、导电剂、粘合剂、碳纳米管浆料或石墨烯；负极材料包含以下组分：石墨碳黑、导电剂、粘合剂、富勒烯、纳米线、纳米钛；以及电解液，电解液包括邻苯二酚二乙酸酯。本发明专利技术在电池的负极材料中加入纳米线、纳米钛，在电解液中加入邻苯二酚二乙酸酯，使得本发明专利技术的磷酸铁锂电池能够解决高压实密度电极片与电解液浸润性差的问题，使磷酸铁锂电池的低温性能、常温和高温循环性能都得到改善，有效延长磷酸铁锂电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸铁锂电池及其制备方法
本专利技术涉及电池领域，尤其涉及一种磷酸铁锂电池及其制备方法。
技术介绍
锂离子二次电池由于具备能量密度大、输出功率高、循环寿命长和环境污染小等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。磷酸铁锂由于循环寿命高、安全性好及价格低廉等特性，是目前动力电池最常用的正极材料之一。磷酸铁锂电池的缺点是其能量密度偏低。为提高能量密度，一方面是增加正负极材料的克容量，另一方面是增加正负极膜片的压实密度。但是压实密度提高后会导致锂离子的扩散困难，同时电极片与电解液的浸润性变差，使得磷酸铁锂电池的循环寿命减少。因此需要从电解液角度改善高压实密度电极片体系下磷酸铁锂电池的性能。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种磷酸铁锂电池，其能够解决高压实密度电极片与电解液浸润性差的问题，使磷酸铁锂电池的低温性能、常温和高温循环性能都得到改善，有效延长磷酸铁锂电池的使用寿命。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种磷酸铁锂电池，其正极材料包含以下组分：磷酸铁锂、导电剂、粘合剂、碳纳米管浆料或石墨烯；负极材料包含以下组分：石墨碳黑、导电剂、粘合剂、富勒烯、纳米线、纳米钛；以及电解液，电解液包括邻苯二酚二乙酸酯。优选地，所述正极材料包含以下重量份的组分：磷酸铁锂2-10份、导电剂5-30份、粘合剂1-15份、碳纳米管浆料或石墨烯2.5-30份；所述负极材料包含以下重量份的组分：石墨碳黑1-20份、导电剂5-30份、粘合剂1-15份、富勒烯0.8-25份、纳米线份5-15份、纳米钛2-8份，所述邻苯二酚二乙酸酯的质量分数为5-12％。优选地，所述正极为铝箔。优选地，所述负极集为铜箔。优选地，所述导电剂为乙炔黑。优选地，所述粘合剂为聚偏氟乙烯(PVDF)。本专利技术还提供一种制备如上所述磷酸铁锂电池的制备方法，包括以下步骤：：(1)配料：将磷酸铁锂、导电剂、粘合剂、碳纳米管浆料进行混合得到混合正极浆料；将石墨碳黑、导电剂、粘合剂、富勒烯、纳米线、纳米钛进行混合得到混合负极浆料；(2)涂布：将上述正极浆料通过涂布机涂于正极上；将负极浆料通过涂布机涂于负极上；(3)然后经过辊压、分切、制片、卷绕、装配、顶侧封、烘干、注入电解液、化成，最后进行包装，获得本专利技术的电池。优选地，所述步骤(1)之前还需提取富勒烯，其提取方法采用以下步骤：将碳粉放入氧化还原釜通电燃烧，然后提取附在釜内壁的碳气黑微粒，再通过静电加工即得所述富勒烯。优选地，所述步骤(1)之前还需制备电解液，采用以下方法制备：将有机溶剂碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、丙酸甲酯混合，最后加入邻苯二酚二乙酸酯，添加量为电解液总体积的2～10％，即得所述电解液。优选地，所述步骤(2)负极材料采用以下方法制备：将石墨碳黑、导电剂、粘合剂、富勒烯、纳米线、纳米钛混合后研磨成粉，将粉体移至压力为30～50mPa高压反应釜中，然后将反应釜放置在功率为1800～2200w的微波炉中，加热200～1200s，冷却至室温，得到所述负极材料。本专利技术的有益效果：本专利技术在电池的负极材料中加入纳米线、纳米钛；在电解液中加入邻苯二酚二乙酸酯，使得本专利技术的磷酸铁锂电池本专利技术能够解决高压实密度电极片与电解液浸润性差的问题，使磷酸铁锂电池的低温性能、常温和高温循环性能都得到改善，有效延长磷酸铁锂电池的使用寿命。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1本实施例磷酸铁锂电池，其正极材料包含以下组分：磷酸铁锂2份、导电剂5份、粘合剂1份、碳纳米管浆料2.5份；所述负极材料包含以下重量份的组分：石墨碳黑1份、导电剂5份、粘合剂1份、富勒烯0.8份、纳米线份5份、纳米钛2份，所述邻苯二酚二乙酸酯的质量分数为5％。本实施例磷酸铁锂电池的制备方法，包括以下步骤：(1)配料：将磷酸铁锂、导电剂、粘合剂、碳纳米管浆料进行混合得到混合正极浆料；将石墨碳黑、导电剂、粘合剂、富勒烯、纳米线、纳米钛进行混合得到混合负极浆料；(2)涂布：将上述正极浆料通过涂布机涂于铝箔上；将负极浆料通过涂布机涂于铜箔上；(3)然后经过辊压、分切、制片、卷绕、装配、顶侧封、烘干、注液、化成、化成，最后进行包装，获得本专利技术的电池。本实施例提取富勒烯采用以下步骤：(1)在烧制陶瓷的氧化还原窑中放入一吨左右的木柴(没受污染的松木、杉木、桧木等)燃烧，24小时后在氧化还原窑的内壁中可提取附在上面的烟烬1100g；(2)将这1100g的烟烬放入静电加载机进行静电加工可得110g的导电性富勒烯。本实施例中电解液的制备方法为：将有机溶剂碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、丙酸甲酯混合，最后加入邻苯二酚二乙酸酯，添加量为电解液总体积的2％，即得所述电解液。本实施例中负极材料采用以下方法制备：将石墨碳黑、导电剂、粘合剂、富勒烯、纳米线、纳米钛混合后研磨成粉，将粉体移至压力为50mPa高压反应釜中，然后将反应釜放置在功率为1800w的微波炉中，加热1200s，冷却至室温，得到所述负极材料。实施例2本实施例磷酸铁锂电池，其正极材料包含以下组分：磷酸铁锂10份、导电剂30份、粘合剂15份、碳纳米管浆料30份；所述负极材料包含以下重量份的组分：石墨碳黑20份、导电剂30份、粘合剂15份、富勒烯25份、纳米线份15份、纳米钛8份，所述邻苯二酚二乙酸酯的质量分数为12％。本实施例磷酸铁锂电池的制备方法采用与实施例1相同的制备方法。本实施例提取富勒烯的方法采用与实施例1相同的提取方法。本实施例中电解液的制备方法为：将有机溶剂碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、丙酸甲酯混合，最后加入邻苯二酚二乙酸酯，添加量为电解液总体积的10％，即得所述电解液。本实施例中负极材料采用以下方法制备：将石墨碳黑、导电剂、粘合剂、富勒烯、纳米线、纳米钛混合后研磨成粉，将粉体移至压力为30mPa高压反应釜中，然后将反应釜放置在功率为2200w的微波炉中，加热200s，冷却至室温，得到所述负极材料。实施例3本实施例磷酸铁锂电池，其正极材料包含以下组分：磷酸铁锂7份、导电剂15份、粘合剂7份、碳纳米管浆料15份；所述负极材料包含以下重量份的组分：石墨碳黑10份、导电剂15份、粘合剂8份、富勒烯12份、纳米线份10份、纳米钛5份，所述邻苯二酚二乙酸酯的质量分数为10％。本实施例磷酸铁锂电池的制备方法采用与实施例1相同的制备方法。本实施例富勒烯的提取方法采用与实施例1相同的提取方法。本实施例中负极材料的制备方法采用与实施例1相同的制备方法。本实施例中电解液的制备方法为：将有机溶剂碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、丙酸甲酯混合，最后加入邻苯二酚二乙酸酯，添加量为电解液总体积的5％，即得所述电解液。对比例1对比例1与实施例1的唯一区别是电解液中未添加邻苯二酚二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷酸铁锂电池，其特征在于，所述磷酸铁锂电池的正极材料包含以下组分：磷酸铁锂、导电剂、粘合剂、碳纳米管浆料或石墨烯；负极材料包含以下组分：石墨碳黑、导电剂、粘合剂、富勒烯、纳米线、纳米钛；以及电解液，电解液包括邻苯二酚二乙酸酯。/n

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁锂电池，其特征在于，所述磷酸铁锂电池的正极材料包含以下组分：磷酸铁锂、导电剂、粘合剂、碳纳米管浆料或石墨烯；负极材料包含以下组分：石墨碳黑、导电剂、粘合剂、富勒烯、纳米线、纳米钛；以及电解液，电解液包括邻苯二酚二乙酸酯。


2.如权利要求1所述的磷酸铁锂电池，其特征在于，所述正极材料包含以下重量份的组分：磷酸铁锂2-10份、导电剂5-30份、粘合剂1-15份、碳纳米管浆料或石墨烯2.5-30份；所述负极材料包含以下重量份的组分：石墨碳黑1-20份、导电剂5-30份、粘合剂1-15份、富勒烯0.8-25份、纳米线份5-15份、纳米钛2-8份，所述邻苯二酚二乙酸酯的质量分数为5-12％。


3.如权利要求1或2所述的磷酸铁锂电池，其特征在于，所述正极为铝箔。


4.如权利要求1或2所述的磷酸铁锂电池，其特征在于，所述负极为铜箔。


5.如权利要求1或2所述的磷酸铁锂电池，其特征在于，所述导电剂为乙炔黑。


6.如权利要求1或2所述的磷酸铁锂电池，其特征在于，所述粘合剂为聚偏氟乙烯。


7.一种制备如权利要求1-6所述的磷酸铁锂电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配料：将磷酸铁锂、导电剂、粘合...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶小剑，平松雄二，牛尾顺一，
申请(专利权)人：叶小剑，平松雄二，牛尾顺一，
类型：发明
国别省市：广东;44