用于汽车启停的高功率锂电池制造技术

本发明专利技术公开了一种用于汽车启停的高功率锂电池，包括外壳、正极片、负极片、隔膜和电解液，正极片的正极活性物质的制备方法包括：步骤1)、将纳米磷酸铁锂均分为两等份；步骤2)、通过向第一等份的纳米磷酸铁锂中加入蒸馏水、苯胺、盐酸和过硫酸铵溶液，制得第一预制磷酸铁锂；步骤3)、通过将第二等份的纳米磷酸铁锂进行活化，还原反应，使纳米磷酸铁锂颗粒的表面包覆金属铝单质，制得第二预制磷酸铁锂；步骤4)、将第一预制磷酸铁锂和第二预制磷酸铁锂混合均匀，得正极活性物质。本发明专利技术的用于汽车启停的高功率锂电池的倍率性能得到了显著的提高，且高低温兼顾性能较好，能够延长使用寿命，且安全性高。且安全性高。

【技术实现步骤摘要】
用于汽车启停的高功率锂电池


[0001]本专利技术涉及电池
更具体地说，本专利技术涉及一种用于汽车启停的高功率锂电池。

技术介绍

[0002]高功率锂电池是汽车启停系统中的核心零部件，磷酸铁锂电池因具有安全性高、循环寿命长、放电平台平稳的特点而备受新能源汽车动力行业的青睐。目前，正极活性物质磷酸铁锂材料存在电导率和离子扩散率低的问题，会限制磷酸铁锂电池的倍率性能的提高，不利于高功率锂电池行业的发展。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0004]本专利技术还有一个目的是提供一种用于汽车启停的高功率锂电池，倍率性能得到了显著的提高，且高低温兼顾性能较好，能够延长使用寿命，且安全性高。
[0005]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种用于汽车启停的高功率锂电池，包括外壳、正极片、负极片、隔膜和电解液，所述正极片的正极活性物质的制备方法包括以下步骤：
[0006]步骤1)、将纳米磷酸铁锂均分为两等份；
[0007]步骤2)、向第一等份的所述纳米磷酸铁锂中加入蒸馏水中，超声20～30min，得第一混合液；向第一混合液中加入苯胺，搅拌10min，再加入盐酸至溶液的pH值为4，搅拌20min，得第二混合液；向第二混合液中加入过硫酸铵溶液，在温度为0～5℃下反应4h，得第三混合液；将第三混合液过滤、洗涤、分离和真空干燥，得第一预制磷酸铁锂；其中，苯胺与过硫酸铵的摩尔比为1:0.8；
[0008]步骤3)、在氮气或氩气惰性气氛下，将第二等份的所述纳米磷酸铁锂浸泡在活化液中，进行回流，使第二等份的所述纳米磷酸铁锂活化，再过滤、洗涤、分离和真空干燥，得第一粉末；在氮气或氩气惰性气氛下，将第一粉末放入铝金属熔融盐电镀液中进行还原反应，使第二等份的所述纳米磷酸铁锂颗粒的表面包覆金属铝单质，再过滤、洗涤、分离和真空干燥，得第二预制磷酸铁锂；其中，所述活化液为由含有活性金属Pd离子的氯化盐溶液和乙醇制成，所述铝金属熔融盐电镀液由三氯化铝、季胺盐、苯和氢化铝锂制成，所述第二预制磷酸铁锂的覆铝量为0.5％；
[0009]步骤4)、将所述第一预制磷酸铁锂和所述第二预制磷酸铁锂混合均匀，得所述正极活性物质。
[0010]优选的是，步骤2)中，向第一等份的所述纳米磷酸铁锂中加入十二烷基苯磺酸钠、蒸馏水，超声20～30min，得第一混合液。
[0011]优选的是，步骤2)中，在向第一混合液中加入苯胺之前，向第一混合液中加入乙烯基三乙氧基硅烷进行修饰反应。
[0012]优选的是，所述纳米磷酸铁锂的粒径为30～50nm。
[0013]优选的是，所述负极片的负极活性物质为石墨和硬碳的混合材料，所述石墨和所述硬碳的质量比为1:1。
[0014]优选的是，所述石墨的粒径为5～20μm，所述硬碳的粒径为5～20μm。
[0015]优选的是，所述电解液由锂盐、有机溶剂和添加剂组成，所述锂盐的质量分数为15～20％，所述锂盐由质量比为1:1的六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂组成；所述添加剂的质量分数为5～6％，所述添加剂由质量比2:1.5:1:1.2的碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟二草酸磷酸锂、beta
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磺基丙酸酐组成；其余为有机溶剂，所述有机溶剂由质量比1:2:3的碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、丁酸乙酯组成。
[0016]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0017]一、本专利技术的正极活性物质由均匀混合的第一预制磷酸铁锂和第二预制磷酸铁锂组成，第一预制磷酸铁锂为在纳米磷酸铁锂颗粒的表面包覆了聚苯胺，利用纳米磷酸铁锂的高容量和聚苯胺的高导电性，能够提高倍率性能，第二预制磷酸铁锂为在纳米磷酸铁锂颗粒的表面包覆了铝单质，包覆在纳米磷酸铁锂颗粒表面的铝单质与正极片的集流体铝箔为相同材料，能够有效改善正极活性物质与集流体之间的接触性，降低内阻，提高导电性，且第二预制磷酸铁锂颗粒之间形成有效的导电网络，与第一预制磷酸铁锂配合，进一步有效提高了高功率锂电池的倍率性能，能够做到45C放电，比容量和循环性能得到了显著提高；
[0018]二、本专利技术的电解液中，锂盐中添加了双氟磺酰亚胺锂，有机溶剂中添加了碳酸甲乙酯和丁酸乙酯，添加剂中添加了氟代碳酸乙烯酯、二氟二草酸磷酸锂和beta
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磺基丙酸酐，对电解液的组分和含量进行了改进和调整，提高了高功率电池的低温充放电功率、高温循环性能和高温存储性能，可在
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40～+70℃的宽温幅内稳定工作，高低温兼顾性能较好，能够延长使用寿命，且安全性高。
[0019]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0021]需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0022]<实施例1>
[0023]一种用于汽车启停的高功率锂电池，包括外壳、正极片、负极片、隔膜和电解液，其特征在于，所述正极片的正极活性物质的制备方法包括以下步骤：
[0024]步骤1)、将纳米磷酸铁锂均分为两等份；
[0025]步骤2)、向第一等份的所述纳米磷酸铁锂中加入蒸馏水中，超声20min，得第一混合液；向第一混合液中加入苯胺，搅拌10min，再加入盐酸至溶液的pH值为4，搅拌20min，得第二混合液；向第二混合液中加入过硫酸铵溶液，在温度为0℃下反应4h，得第三混合液；将第三混合液过滤、洗涤、分离和真空干燥，得第一预制磷酸铁锂；其中，苯胺与过硫酸铵的摩
尔比为1:0.8；
[0026]步骤3)、在氮气或氩气惰性气氛下，将第二等份的所述纳米磷酸铁锂浸泡在活化液中，进行回流，使第二等份的所述纳米磷酸铁锂活化，再过滤、洗涤、分离和真空干燥，得第一粉末；在氮气或氩气惰性气氛下，将第一粉末放入铝金属熔融盐电镀液中进行还原反应，使第二等份的所述纳米磷酸铁锂颗粒的表面包覆金属铝单质，再过滤、洗涤、分离和真空干燥，得第二预制磷酸铁锂；其中，所述活化液为由含有活性金属Pd离子的氯化盐溶液和乙醇制成，氯化盐溶液的浓度为0.05mol/L，乙醇与氯化盐溶液等体积，所述铝金属熔融盐电镀液由三氯化铝、季胺盐、苯和氢化铝锂制成，三氯化铝的质量分数为30％，季胺盐的质量分数为50％，苯的用量以最终三价铝盐的浓度为0.05mol/L为准，氢化铝锂的浓度为0.3mol/L，所述第二预制磷酸铁锂的覆铝量为0.5％，还原反应的温度为40℃；
[0027]步骤4)、将所述第一预制磷酸铁锂和所述第二预制磷酸铁锂混合均匀，得所述正极活性物质；其中，步骤二中，向第一等份的所述纳米磷酸铁锂中加入十二烷基苯磺酸钠、蒸馏水，超声20min，得第一混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于汽车启停的高功率锂电池，包括外壳、正极片、负极片、隔膜和电解液，其特征在于，所述正极片的正极活性物质的制备方法包括以下步骤：步骤1)、将纳米磷酸铁锂均分为两等份；步骤2)、向第一等份的所述纳米磷酸铁锂中加入蒸馏水中，超声20～30min，得第一混合液；向第一混合液中加入苯胺，搅拌10min，再加入盐酸至溶液的pH值为4，搅拌20min，得第二混合液；向第二混合液中加入过硫酸铵溶液，在温度为0～5℃下反应4h，得第三混合液；将第三混合液过滤、洗涤、分离和真空干燥，得第一预制磷酸铁锂；其中，苯胺与过硫酸铵的摩尔比为1:0.8；步骤3)、在氮气或氩气惰性气氛下，将第二等份的所述纳米磷酸铁锂浸泡在活化液中，进行回流，使第二等份的所述纳米磷酸铁锂活化，再过滤、洗涤、分离和真空干燥，得第一粉末；在氮气或氩气惰性气氛下，将第一粉末放入铝金属熔融盐电镀液中进行还原反应，使第二等份的所述纳米磷酸铁锂颗粒的表面包覆金属铝单质，再过滤、洗涤、分离和真空干燥，得第二预制磷酸铁锂；其中，所述活化液为由含有活性金属Pd离子的氯化盐溶液和乙醇制成，所述铝金属熔融盐电镀液由三氯化铝、季胺盐、苯和氢化铝锂制成，所述第二预制磷酸铁锂的覆铝量为0.5％；步骤4)、将所述第一预制磷酸铁锂和所述第二预制磷酸铁锂混合均匀，得所述正极活性物质。2.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：征圣全，倪杰，王建利，
申请(专利权)人：苏州蔚利昆新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：