提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料、锂电池正极制造技术

本发明专利技术公开了一种提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料、锂电池正极，涉及锂离子电池技术领域。该磷酸铁锂材料，按重量百分数计，包括以下组分：96‑97％LiFePO

【技术实现步骤摘要】
提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料、锂电池正极
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料、锂电池正极。
技术介绍
锂离子二次电池是20世纪80年代由Armand提出的概念，他提出电池的正负极材料采用可以储存和交换的锂离子材料，利用充放电时，离子的来回移动进行能量交换。但是目前锂离子电池并不完全满足现有使用，尤其是现有技术中的正极材料由于其原子结构等原因，存在热稳定性差，导致常温或高温下循环性能差，电池寿命低，安全性不足等问题。磷酸铁锂是一种锂离子电池电极材料，化学式为LiFePO4，主要用于各种锂离子电池。锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，磷酸铁锂正极材料的锂电池，可以使用大倍率充电，最快可在1小时内将电池充满。现有的磷酸铁锂正极材料是将磷酸铁锂与导电剂炭黑、石墨复合，导电剂占比较大(达到4wt％)，电池容量空间小，且60℃高温循环性能差，无法满足实际应用需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有的磷酸铁锂正极材料电池容量小，60℃高温循环性能差。为了解决上述问题，本专利技术提出以下技术方案：本专利技术提供一种提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，按重量百分数计，包括以下组分：96-97％LiFePO4，0.1-1％碳纳米管导电胶液，0.1-1％导电碳黑，2-3％粘合剂。其进一步地技术方案为，还包括溶剂，所述溶剂的用量为，使所述的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料的浆料粘度为8800-9200mPa.s。其进一步地技术方案为，所述碳纳米管导电胶液的粘度为4000±1000mPa.s。其进一步地技术方案为，所述碳纳米管导电胶液的固含量为7±2％。其进一步地技术方案为，所述碳纳米管导电胶液中的导电剂包括CNT、ACNT。其进一步地技术方案为，所述粘合剂为PVDF(聚偏氟乙烯)。其进一步地技术方案为，所述溶剂为NMP。本专利技术提供的所述的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，用于制备锂电池正极。进一步地，本专利技术提供一种锂电池正极，包括集流体和上述的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料；所述锂电池正极的制备方法如下：按比例，将各组分混合均匀，得到浆料；将所述浆料均匀涂覆于集流体表面，烘干，即得到锂电池正极。其进一步地技术方案为，所述集流体为铝箔。与现有技术相比，本专利技术所能达到的技术效果包括：本专利技术提供的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料中，导电剂为碳纳米管导电胶液和导电碳黑，占比最高只为2wt％，较原有配方中导电剂的用量大大减少，进一步提高了磷酸铁锂的含量，使得电池设计容量可提高2.7％，并降低内阻，使电池自身热损耗减小，提升电池性能增长电池使用周期。经测试，采用本专利技术提供的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料制得的锂离子电池，在60℃高温循环390周容量衰减92％，容量衰减降低2％，循环周期增加。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为对比例1的磷酸铁锂材料导电架构示意图；图2为本专利技术实施例提供的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料导电架构示意图；图3为本专利技术实施例提供的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料的电镜图；图4为实施例1-3和对比例1的内阻测试结果；图5为实施例1-3和对比例1的60℃高温循环测试结果。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下将描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供的所述的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，可用于制备锂离子电池，应用于新能源汽车、储能、电动工具等领域，具有耐高温长循环安全性能强综合性能强的特点，符合目前对锂离子电池的需求。本专利技术提供一种提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，按重量百分数计，包括以下组分：96-97％LiFePO4，0.1-1％碳纳米管导电胶液，0.1-1％导电碳黑，2-3％粘合剂。其中，导电碳黑为Super-P。碳纳米管导电胶液是由NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶剂将PVP(聚乙烯吡咯烷酮)、碳纳米管(CNT、ACNT)混合搅拌形成碳纳米管导电胶液。所述碳纳米管导电胶液的粘度为4000±1000mPa.s。所述碳纳米管导电胶液的固含量为7±2％。所述粘合剂为PVDF(聚偏氟乙烯)。在一实施例中，所述的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料还包括溶剂，所述溶剂的用量为，使所述的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料的浆料粘度为8800-9200mPa.s。所述溶剂为NMP，用于增加磷酸铁锂材料的浆料的粘结性，使浆料黏度控制在9000mPa.s左右，便于涂覆。将本专利技术提供的所述的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料制成电极时，制备方法为，将粘合剂、碳纳米管导电胶液、导电碳黑、磷酸铁锂混合均匀，加入溶剂进行搅拌使浆料满足涂覆要求(粘度8800-9200mPa.s)；将浆料均匀涂在集流体(铝箔)上，粘合在一起；干燥后即形成导电网络(如图二)。本专利技术提供的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，含有碳纳米管导电胶液，碳纳米管管壁长，经混合后的浆料覆在集流体箔材上接触面广，加上导电剂的填充让导电网络形成了网状型(如图三)，更有利于电流的传输，提升了电池的循环寿命、倍率性能、设计容量。以下实施例中，如无具体说明，“％”均指重量百分数。实施例1本实施例提供一种提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，配方如下：97％LiFePO4，碳纳米管导电胶液0.3％(ACNT)，导电碳黑0.5％(Super-P)，粘合剂(PVDF)2.5％，溶剂(NMP)。实施例2本实施例提供一种提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，配方如下：96.8％LiFePO4，碳纳米管导电胶液0.2％(ACNT)，导电碳黑1％(Super-P)，粘合剂(PVDF)2.0％，溶剂(NMP)。实施例3本实施例提供一种提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，配方如下：96.0％LiFePO4，碳纳米管导电胶液1％(CNT)，导电碳黑0.3％(Super-P)，粘合剂(PVDF)2.7％，溶剂(NMP)。对比例1对比例1提供一种磷酸铁锂材料，配方如下：93％LiFePO4，导电碳黑3％(Super-P)，导电石墨(KS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，其特征在于，按重量百分数计，包括以下组分：96-97％LiFePO

【技术特征摘要】
1.一种提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，其特征在于，按重量百分数计，包括以下组分：96-97％LiFePO4，0.1-1％碳纳米管导电胶液，0.1-1％导电碳黑，2-3％粘合剂。


2.如权利要求1所述的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，其特征在于，还包括溶剂，所述溶剂的用量为，使所述的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料的浆料粘度为8800-9200mPa.s。


3.如权利要求1所述的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，其特征在于，所述碳纳米管导电胶液的粘度为4000±1000mPa.s。


4.如权利要求3所述的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材料，其特征在于，所述碳纳米管导电胶液的固含量为7±2％。


5.如权利要求4所述的提高锂离子电池高温循环性能的磷酸铁锂材...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永炳，潘强，赵敏，
申请(专利权)人：深圳中科瑞能实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44