一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池制造技术

本发明专利技术的一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池，涉及一种低温电池

【技术实现步骤摘要】
一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池


[0001]本专利技术涉及一种低温电池
。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂锂离子电池具有安全性能高
、
循环寿命长等优点，随着行业的发展，对锂离子电池低温充放电性能提出了更高的的需求
。
低温型磷酸铁锂锂离子电池在高寒
、
高海拔地区以及航空航天等需求潜力巨大
。
[0003]现有常规的锂离子电池多采用锰酸锂
、
钴酸锂
、
三元材料及磷酸铁锂作为正极材料，低温性能好，但是安全性能差
。
锰酸锂以成本低，安全性好而被广泛使用，但循环性能及电化学稳定性较差；钴酸锂尽管在目前商业化正极材料中低温是最优秀的，但也存在电池成本高
、
循环寿命短
、
安全性能差等问题；三元材料存在电池成本高
、
循环寿命短
、
安全性能差等问题
。
[0004]而磷酸铁锂具有成本低
、
安全稳定
、
循环寿命优越的性能，但现有采用磷酸铁锂的电池大多只能在常温下使用，低温下易出现放电能量低或不能放电的问题，直接影响电池的正常的使用
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有采用磷酸铁锂的电池大多只能在常温下使用，低温下易出现放电能量低或不能放电的问题，提供了一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池
。
[0006]本专利技术的一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池，包括正极片
、
负极片
、
隔膜和电解液；
[0007]正极片
、
隔膜与负极片叠片形成叠片体；电解液用于浸润叠片体；
[0008]正极片包括铝箔和和均匀涂覆于铝箔两个侧面的正极浆料层；
[0009]正极浆料层是由碳包覆型磷酸铁锂颗粒掺杂正极固态电解质和导电剂后均布形成的浆料层；碳包覆型磷酸铁锂颗粒的粒径为
D
50
为
0.5
‑
1.5
μ
m
；碳包覆型磷酸铁锂颗粒中的碳磷酸铁一次颗粒的粒径为
10
‑
100nm。
[0010]进一步地，碳包覆型磷酸铁锂颗粒掺杂的正极固态电解质的质量含量为1％～3％；
[0011]碳包覆型磷酸铁锂颗粒掺的导电剂的质量含量为2％～4％，正极浆料层的面密度为
70
～
300g/
㎡
；
[0012]导电剂包括无定形碳导电剂和单壁碳纳米管
。
[0013]进一步地，在铝箔两个侧面和正极浆料层之间还涂覆有正极固态电解质层；
[0014]铝箔每个侧面的正极固态电解质层的厚度均为1‑2μ
m。
[0015]进一步地，负极片包括铜箔和涂布在铜箔外表面的负极浆料层；
[0016]负极浆料层是碳包覆石墨颗粒掺杂负极固态电解质后均布形成的浆料层；且碳包覆石墨颗粒的粒径
D
50
为
5.5
‑
10
μ
m
；
[0017]碳包覆石墨颗粒是由无定型软碳或硬碳固相包覆石墨颗粒形成的颗粒
。
[0018]进一步地，碳包覆石墨颗粒掺杂的负极固态电解质的质量含量为1％～3％，负极浆料层的面密度为
30
～
150g/
㎡
。
[0019]进一步地，铝箔总厚度为
12
‑
20
μ
m
，铜箔厚度为
4.5
‑
12
μ
m。
[0020]进一步地，隔膜包括陶瓷基膜和涂布在陶瓷基膜两个侧面的隔膜固态电解质层；
[0021]基膜厚度为
12
‑
20
μ
m
，基膜每个侧面的隔膜固态电解质层厚度均为1‑4μ
m。
[0022]进一步地，隔膜的孔隙率
≥45
％，透气度为
150
‑
300s/100ml。
[0023]进一步地，电解液包括溶剂
、
添加剂和锂盐；
[0024]溶剂包括环状酯类和线性酯类中的一种或多种；
[0025]添加剂包括硫酸乙烯酯和三
(
三甲基硅烷
)
磷酸酯中的一种或多种；
[0026]锂盐包括六氟磷酸锂
、
四氟硼酸锂
、
双氟磺酰亚胺锂盐
、
二氟磷酸锂
、
和双草酸硼酸锂中的一种或多种
。
[0027]进一步地，锂盐配置为浓度为
0.8
‑
1.5mol/L
的锂盐溶液
。
[0028]本专利技术的有益效果是：
[0029]本专利技术能够在低温下和常温下具有优异的充放电性能
。
从锂离子电池安全及电性能等方面考虑，以小颗粒磷酸铁锂作为正极活性物质并掺杂固态电解质，石墨中掺杂硬碳和固态电解质作为负极材料，隔膜涂覆固态电解质，对锂离子电池的材料进行合理选用，制备的一种半固态磷酸铁锂锂离子电池在低温
‑
40℃
下可以持续放电并能持续充电
。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池在
‑
40℃
下
3C
放电曲线图；
[0031]图2为本专利技术的一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池的在
‑
40℃
下
0.2C
充电曲线图
。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所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的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
。
[0033]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
[0034]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定
。
[0035]具体实施方式一
[0036]本实施方式的一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池，包括正极片
、
负极片
、
隔膜和电解液；
[0037]正极片
、
隔膜与负极片叠片形成叠片体；电解液用于浸润叠片体；
[0038]正极片包括铝箔和和均匀涂覆于铝箔两个侧面的正极浆料层；
[0039]正极浆料层是由碳包覆型磷酸铁锂颗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池，包括正极片
、
负极片
、
隔膜和电解液；所述正极片
、
隔膜与负极片叠片形成叠片体；所述电解液用于浸润所述叠片体；其特征在于，正极片包括铝箔和和均匀涂覆于所述铝箔两个侧面的正极浆料层；所述正极浆料层是由碳包覆型磷酸铁锂颗粒掺杂正极固态电解质和导电剂后均布形成的浆料层；所述碳包覆型磷酸铁锂颗粒的粒径为
D
50
为
0.5
‑
1.5
μ
m
；所述碳包覆型磷酸铁锂颗粒中的碳磷酸铁一次颗粒的粒径为
10
‑
100nm。2.
根据权利要求1所述的一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池，其特征在于，碳包覆型磷酸铁锂掺杂的正极固态电解质的质量含量为1％～3％；碳包覆型磷酸铁锂掺杂的导电剂的质量含量为2％～4％，正极浆料层的面密度为
70
～
300g/
㎡
；所述导电剂包括无定形碳导电剂和单壁碳纳米管
。3.
根据权利要求1或2所述的一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池，其特征在于，在铝箔两个侧面和正极浆料层之间还涂覆有正极固态电解质层；铝箔每个侧面的正极固态电解质层的厚度均为1‑2μ
m。4.
根据权利要求3所述的一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池，其特征在于，负极片包括铜箔和涂布在铜箔外表面的负极浆料层；所述负极浆料层是碳包覆石墨颗粒掺杂负极固态电解质后均布形成的浆料层；且所述碳包覆石墨颗粒的粒径
D
50
为
5.5
‑
10
μ
m
；所述碳包覆石墨颗粒是由无定型软碳或硬碳固相包覆石墨颗粒形成的颗粒
。5.
根据权利要求4所述的一种低温半固态磷酸铁锂锂离子电池，其特征在于，碳包覆石墨颗粒掺杂的负极固态电解质的质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小平，李伯虎，
申请(专利权)人：厦门新数能电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：