【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，特别是涉及一种锂离子电池快速充电方法和锂离子电池。
技术介绍
1、目前，锂离子动力电池在纯电动汽车上使用最多的为磷酸铁锂电池，传统充电方法包括：恒流充电、恒压充电、阶段充电等，由于电池自身极化导致其无法完全接受充电电流，从而无法在短时间内完全充满电池容量。动力电池的内部工作状态是一个复杂的电化学反应，要缩短充电时间，就必须加大充电电流，但对磷酸铁锂电池进行大电流充电时，电池将会受到极大损伤.对锂电池充电，既需要充电快速，又需要充电过程对锂电池使用寿命损耗小。
2、检测锂离子电池当前的充电状态，如电压、电流、温度等，根据当前状态调整充电电流的大小及时间，进行合理地充电，以增加电池的充电效率。
3、锂电池在充电过程中会产生极化现象，充电的速度越快，温升越高。温升使得电池内部电解液反应加剧，电解液在锂离子电池过放的情况下会发生不可还原的副反应，不仅降低了锂离子电池的循环使用次数，而且会缩小锂离子电池的容量，甚至导致锂离子电池报废。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种适合快速充电的锂离子电池，本专利技术利用壳聚糖与聚丙烯酸共聚物作为吸附磷酸铁锂生长的骨架，在水热过程中有效控制磷酸铁锂的均匀生长并控制了磷酸铁锂与碳颗粒相对均匀的分散，提升电化学反应的一致性，利于化学反应的充分进行。
2、为解决此技术问题，本专利技术的技术方案是：一种锂离子电池，包括以颗粒均匀的磷酸铁锂为活性物质的正极片，和以石墨为活性物质的负极片；p>
3、所述磷酸铁锂的制备方法包括以下步骤：
4、s1、将氢氧化锂、二价铁盐、磷酸按照磷酸铁锂的化学计量比溶解后均匀混合；
5、s2、将s1所得混合体系移至水热釜，调节反应体系的ph值为7.0至7.5，加入壳聚糖-聚丙烯酸共聚物混合均匀；
6、壳聚糖-聚丙烯酸共聚物发生溶胀，溶解在溶液中的锂源、磷源和铁源吸附于壳聚糖-聚丙烯酸共聚物；
7、伴随着水热反应，磷酸铁锂成核结晶，壳聚糖-聚丙烯酸共聚物碳化为骨架架构；
8、s3、自然冷却至室温，分离所得固体，洗涤，干燥；干燥的工艺条件为：80℃至120℃下干燥2小时至5小时；
9、s4、煅烧将经过s3的磷酸铁锂前驱体得目标磷酸铁锂；
10、将经过s3的磷酸铁锂前躯体置于管式炉中煅烧，冷却，气流粉碎得颗粒均匀的磷酸铁锂正极材料。
11、优选s2中目标磷酸铁锂与壳聚糖-聚丙烯酸共聚物的质量比为1：(0.15至0.20)，通过超声分散得到均匀分散的混合体系。本专利技术有效控制碳材料的引入，在保证导电性提升的同时所得锂离子电池的高能量密度的提供。
12、优选s2中水热反应的条件为160℃至180℃；反应时间为6小时至12小时；得到附着于碳骨架的磷酸铁锂前驱体。在水热反应的过程生产磷酸铁锂前驱体的形成由于壳聚糖的吸附作用而呈现均匀分布的特点。
13、优选s4中煅烧的工艺条件如下：
14、惰性气氛，650℃至750℃下热处理1小时至3小时。生长于碳骨架的磷酸铁锂颗粒在煅烧的过程中由于碳骨架的存在而均匀分散，避免在煅烧过程中的团聚，保证所得磷酸铁锂颗粒粒径的均匀分布。
15、优选所述壳聚糖-聚丙烯酸共聚物的制备方法包括以下步骤：
16、a1、将丙烯酸溶解于去离子水后加入引发剂、交联剂、分散剂和壳聚糖，搅拌均匀，至壳聚糖完全溶解；
17、a2、将a1所得待聚合物料逐滴加入置于氮气保护下的回流反应装置中，反应溶剂为环己烷，乳化剂为span-80；聚合过程的加热温度为55℃至65℃；
18、反应4至6小时结束后，过滤固体颗粒，清洗，干燥得壳聚糖-聚丙烯酸共聚物。本专利技术利用乳化剂、分散剂以及环己烷以及去离子水的两相反应配合，促进所得壳聚糖-丙烯酸共聚物具有球状结构，具有网络结构的共聚物在制备磷酸铁锂的水热反应体系中发生溶胀，用于形成磷酸铁锂前驱体的金属元素吸附在溶胶共聚物的网络结构表面，从而实现对磷酸铁锂的有效分散。
19、优选a1中各物质的用量如下：
20、引发剂与丙烯酸的质量比为(0.01至0.02):1；
21、交联剂与丙烯酸的质量比为(0.01至0.02):1；
22、分散剂与丙烯酸的质量比为(0.01至0.02):1；
23、壳聚糖与丙烯酸的质量比为(0.3至0.5):1。
24、优选a1中去离子水与a2中环己烷的体积比为1:1。
25、优选s4中气流粉碎的空气压力值为0.5mpa～0.8mpa。本专利技术利用空气粉碎将生长于碳骨架的磷酸铁锂颗粒粉碎，获得颗粒均匀的磷酸铁锂颗粒。
26、本专利技术的另一目的在于提供一种适合本专利技术提出锂离子电池的快速充电方法，本专利技术使用颗粒小且均匀的磷酸铁锂配合周期性充电，均匀的小颗粒在大电流下的周期性充电下保持了化学反应的一致性和快速性，有效抑制温升，提升充电效率。
27、为解决此技术问题，本专利技术的技术方案是：一种应用于本专利技术制得锂离子电池的快速充电方法，包括以下步骤：
28、包括以下步骤：
29、步骤一、阶段升电流；
30、从soc为0％作为充电起始状态，依次使用0.2c、0.5c、1c充电至soc为10％至15％，即电压上升至dq/dv＝k；
31、步骤二、重复多个单位充电周期，每个单位充电周期包括2c至3c的电流充电－停歇－放电－停歇，控制单位充电周期中的温度上升在3℃以内；
32、其中2c至3c电流充电的时间为20s至30s；停歇2s至5s；放电脉冲幅值f为0.1c至0.3c，脉宽t为0.5s至1s；停歇2s至5s；
33、每个单位充电周期之间停歇20s至25s；重复多个单位充电周期至soc为80％至90％；
34、步骤三、将充电电流降低至步骤二中大电流充电电流的60％至80％继续充电至soc为92％至95％；
35、步骤四、充电电流为0.2c至0.5c充电至soc为100％。
36、通过采用上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
37、本专利技术提出了混合有碳材料的粒径均匀的纳米颗粒磷酸铁锂制成锂离子电池，具体的实现方式是利用壳聚糖与聚丙烯酸共聚物作为吸附磷酸铁锂生长的骨架，在水热过程中有效控制磷酸铁锂的均匀生长并控制了磷酸铁锂与碳颗粒相对均匀的分散，制得颗粒均匀且与碳材料相对均匀分散的提升电化学反应的一致性，颗粒小且均匀的磷酸铁锂与电解液接触均匀，从形貌的一致性促进电子以及离子传递的一致性，适合快速充电，配合周期性充电，均匀的小颗粒在大电流下的周期性充电下保持了化学反应的一致性和快速性，有效抑制温升，提升充电效率，电化学性能稳定，保持良好的循环性能和倍率性能。
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1.一种锂离子电池，其特征在于：包括以颗粒均匀的磷酸铁锂为活性物质的正极片，和以石墨为活性物质的负极片；
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于：A1中各物质的用量如下：
7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：
9.一种应用于权利要求1至8中任一项所述的锂离子电池的快速充电方法，其特征在于：包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于：包括以颗粒均匀的磷酸铁锂为活性物质的正极片，和以石墨为活性物质的负极片；
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的锂离子电...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛治宇，李玫，张诗雯，陈忠伟，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：
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