一种新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池以及制备方法技术

本发明专利技术提供一种新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池以及制备方法，包括正极浆料、导电剂、负极浆料和电解液；所述正极浆料的活性物质为纳米磷酸铁锂；所述导电剂采用高孔隙的SP和导电碳纤维复配的混合物；所述负极浆料的活性物质为小粒径石墨；所述纳米磷酸铁锂的一次粒径为50～100nm的纳米球型磷酸铁；所述导电碳纤维包括ECP或VGCF；所述SP为导电节点；所述ECP或/和VGCF为线路将各所述节点连通起来，有效构建导电网络，增大电极材料的导电性。对正负极材料预先均匀混合，在浆料均匀分散的前提下，采用挤压涂布，制得的极片厚度均一，平整。

【技术实现步骤摘要】
一种新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池以及制备方法
本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池以及制备方法。
技术介绍
随着新能源的快速发展和人们对清洁高效可再生资源的需求，世界各国政府都将新能源产业列为重点鼓励扶持对象，新能源汽车在近两年更是进入高速发展期，以电能代替燃油驱动必将为社会可持续发展和人类生态环境带来福利。锂离子电池在实际应用中显示出重要的作用，磷酸铁锂具有高安全、长循环寿命、良好热稳定性及来源丰富且环保无毒等诸多优点成为动力电池的理想选择。电动交通工具的快速发展对动力电池大容量和高功率性能提出更高要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池，包括正极浆料、导电剂、负极浆料、电解液；所述正极浆料的活性物质为纳米磷酸铁锂；所述导电剂采用高孔隙的SP和导电碳纤维复配的混合物；所述负极浆料的活性物质为小粒径石墨；所述纳米磷酸铁锂的一次粒径为50～100nm的纳米球型磷酸铁；所述导电碳纤维包括ECP或VGCF；所述SP为导电节点；所述ECP或/和VGCF为线路将各所述节点连通起来，有效构建导电网络，增大电极材料的导电性。优先地，所述导电碳纤维直径约为0.1μm，长度为6-8μm。进一步地，所述正极浆料包括纳米磷酸铁锂91wt％～96％、导电剂3wt％～5wt％和粘结剂2wt％～4wt％。进一步地，所述电解液包括有机溶剂和锂盐；所述有机溶剂包括非水有机溶剂和功能添加剂；所述非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、链状羧酸酯(MA)，碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)中的一种或多种；所述功能添加剂包括碳酸亚乙烯酯(VC)、1,3-丙磺酸内酯(PS)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、乙腈(AN)中的一种或多种。优先地，LiPF6的含量为1.3mol/L，非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)12.2％，链状羧酸酯(MA)18％，碳酸二甲酯(DMC)49％，碳酸甲乙酯(EMC)12.7％，功能添加剂包括碳酸亚乙烯酯(VC)2.0％，1,3-丙磺酸内酯(PS)1.8％，氟代碳酸乙烯酯(FEC)2.0％，乙腈(AN)2.3％进一步地，所述负极浆料包括石墨92wt％～95wt％、导电剂2wt％～4wt％和粘结剂3wt％～4wt％。进一步地，所述电池还包括涂炭铝箔。进一步地，所述电池还包括CNT与石墨烯复合碳纳米管。进一步地，所述电池还包括正或/和负多极耳。进一步地，所述电池适用于倍率不低于6C的电池。进一步地，所述电池的6C充放电1580次容量保持在不低于81％。本专利技术提供一种新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池的制备方法，所述正极浆料与所述负极浆料的配料方法采用捏合混料搅拌与高速分散，以确保配料物料分散均匀；所述高速分散转速为1000～2500r/min，真空度为-0.08MPa～-0.1MPa脱气泡处理；密封静置所述正极浆料与所述负极浆料至无沉降状态，电极的涂布方式为挤压涂布方式；所述高速分散还包括搅拌机低速自转50～200r/min或/和低速公转转速为20～30r/min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)正极材料采用一次粒径为50-100nm的球型磷酸铁锂粉，和直径约为0.1μm，长度为6-8μm的碳纤维，球型磷酸铁锂粉晶体有利于提高正极材料的体积比能量，负极材料采用小粒径石墨，有利于提高负极材料的体积比能量且锂离子可以向着各个方向扩散，提高材料的高倍率放电能力；以SP为导电支点，碳纤维ECP或者VGCF则将各支点连通起来，有效构建导电网络，增大电极材料的导电性；(2)电解液中含有碳酸亚乙烯酯和1,3-丙磺酸内酯，可以改善电极/电解液界面，减少电解液溶剂的分解，并对电池的高温储存性能进行改性；乙腈可以降低有机溶剂的黏度，加快锂离子在电解质中的传递速度；氟代碳酸乙烯酯热稳定性强，可以在负极电极表面形成一层稳定的SEI膜；(3)对正负极材料预先均匀混合，在浆料均匀分散的前提下，采用挤压涂布，制得的极片厚度均一，平整；优化电极材料组分，正或负极多极耳焊接结构，工序简单。【附图说明】图1为本专利技术实施例1提供的球型碳酸铁锂的SEM扫描图；图2为本专利技术实施例1提供的小粒径石墨的SEM扫描图；图3为本专利技术实施例1提供的SP、ECP以及VGCF的微观网络模型图；图4为本专利技术实施例3提供的3C到6C的循环放电图；图5为本专利技术实施例3专利技术提供的低温环境下的放电图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术，并不是为了限定本专利技术。实施例1本专利技术提供一种新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池，包括正极浆料、导电剂、负极浆料；所述正极浆料的活性物质为球型纳米磷酸铁锂，所述正极浆料包括纳米磷酸铁锂91wt％～96wt％、导电剂3wt％～5wt％和粘结剂2wt％～4wt％，正极材料还包括涂炭铝箔；所述导电剂采用高孔隙的SP和导电碳纤维复配的混合物，所述负极浆料包括石墨92wt％～95wt％、导电剂2wt％～4wt％和粘结剂3wt％～4wt％；如图2所示，所述负极浆料的活性物质为小粒径石墨，有利于提高负极材料的体积比能量且锂离子可以向着各个方向扩散，提高材料的高倍率放电能力；具体地，所述纳米磷酸铁锂的一次粒径为50～100nm的纳米球型磷酸铁，如图1所示，球型纳米磷酸铁锂晶体利于提高正极材料的体积比能量；如图3所示，所述导电碳纤维包括ECP或VGCF；所述SP为导电节点；所述ECP或/和VGCF为线路将各所述节点连通起来，有效构建导电网络，增大电极材料的导电性。实施例2与实施例1不同点主要在于正负极采用多极耳机构要铝箔采用添加SP或石墨烯涂覆铝箔，单独针对高倍率电池配料特殊添加剂电解液，减小了电芯内阻，降低充放电过程温升，提高电池倍率性能和安全性能。具体地，特殊添加剂电解液为锂盐、有机溶剂，有机溶剂包括非水有机溶剂和功能添加剂，其中，LiPF6的含量为1.2mol/L，非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)12.2％，链状羧酸酯(MA)18％，碳酸二甲酯(DMC)49％，碳酸甲乙酯(EMC)12.7％，功能添加剂包括碳酸亚乙烯酯(VC)2.0％，1,3-丙磺酸内酯(PS)1.8％，氟代碳酸乙烯酯(FEC)2.0％，乙腈(AN)2.3％。其中，碳酸亚乙烯酯和1,3-丙磺酸内酯，改善电极/电解液界面，减少电解液溶剂的分解，并对电池的高温储存性能进行改性；乙腈可以降低有机溶剂的黏度，加快锂离子在电解质中的传递速度；氟代碳酸乙烯酯热稳定性强，在负极电极表面形成一层稳定的SEI膜。实施例3本专利技术提供一种新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池的制备方法，所述正极浆料与所述负极浆料的配料方法采用捏合混料搅拌与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池，包括正极浆料、导电剂、负极浆料和电解液，其特征在于，所述正极浆料的活性物质为纳米磷酸铁锂；所述导电剂采用高孔隙的SP和导电碳纤维复配的混合物；所述负极浆料的活性物质为小粒径石墨；所述纳米磷酸铁锂的一次粒径为50～100nm的纳米球型磷酸铁；所述导电碳纤维包括ECP或VGCF；所述SP为导电节点；所述ECP或/和VGCF为线路将各所述节点连通起来，有效构建导电网络，增大电极材料的导电性。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池，包括正极浆料、导电剂、负极浆料和电解液，其特征在于，所述正极浆料的活性物质为纳米磷酸铁锂；所述导电剂采用高孔隙的SP和导电碳纤维复配的混合物；所述负极浆料的活性物质为小粒径石墨；所述纳米磷酸铁锂的一次粒径为50～100nm的纳米球型磷酸铁；所述导电碳纤维包括ECP或VGCF；所述SP为导电节点；所述ECP或/和VGCF为线路将各所述节点连通起来，有效构建导电网络，增大电极材料的导电性。


2.根据权利要求1所述的新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池，其特征在于，所述正极浆料包括纳米磷酸铁锂91wt％～96％、导电剂3wt％～5wt％和粘结剂2wt％～4wt％。


3.根据权利要求1所述的新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池，其特征在于，所述电解液包括有机溶剂和锂盐；所述有机溶剂包括非水有机溶剂和功能添加剂；所述非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、链状羧酸酯(MA)，碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)中的一种或多种；所述功能添加剂包括碳酸亚乙烯酯(VC)、1,3-丙磺酸内酯(PS)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、乙腈(AN)中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的新型高倍率或长循环寿命磷酸铁锂圆柱电池，其特征在于，所述负极浆料包括石墨92wt％～95wt％、导电剂2wt％～...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴应强，陈浩峰，
申请(专利权)人：东莞市沃泰通新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44