一种快充高倍率磷酸铁锂电池及其制备方法技术

技术编号：40869262 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-08 16:35

本发明专利技术涉及一种快充高倍率磷酸铁锂电池及其制备方法，包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜，所述正极材料按重量百分比，包括如下组分：D50为6‑8微米的纳米级磷酸铁锂、D50为0.7‑1.0微米的纳米级磷酸铁锂、复合导电剂A和粘结剂A；所述负极材料按重量百分比，包括如下组分：负极材料、复合导电剂B、增稠剂、粘结剂B和余量的去离子水。本发明专利技术的磷酸铁锂电池满足3C‑5C倍率快速充电，15min充电90％以上容量；实现50C持续放电倍率，瞬时放电倍率150C；实现3C‑5C倍率充电下，至70％SOC，循环次数达2000次，具有良好的快充性能和高放电倍率。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂电池领域，特别涉及一种快充高倍率磷酸铁锂电池及其制备方法。

技术介绍

1、锂离子电池的应用已经非常广泛，充电的速度以及电池的充放电循环性能，正越来越成为各种用电设备和老百姓的需求。该产品可以用于启停电池、微混启停、军工等领域。掌握先进的快速充电技术，促进其实际应用，具有广泛的商业前景。

技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种快充高倍率磷酸铁锂电池及其制备方法，该电池具有良好的快充性能和高放电倍率。

2、本专利技术提供了一种快充高倍率磷酸铁锂电池，包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜，

3、所述正极材料按重量百分比，包括如下组分：10％-20％ d50为6-8微米的纳米级磷酸铁锂、80％-90％ d50为0.7-1.0微米的纳米级磷酸铁锂、1.5％-7％复合导电剂a和0.5％-4.5％粘结剂a；

4、所述负极材料按重量百分比，包括如下组分：88％-98％负极材料、1.5-3％复合导电剂b、0.8％-1.8％增稠剂、1.5％-3.5％粘结剂b和余量的去离子水。

5、优选的，所述复合导电剂a为质量比1:1-15的碳纳米管和超导炭黑；所述复合导电剂b为质量比1:0.5-2的碳纳米管和石墨烯。

6、优选的，所述负极材料为无定形碳包覆石墨，所述无定形碳的粒径为0.02-2μm。

7、优选的，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠cmc。

8、优选的，所述粘结剂a为聚偏氟乙烯pvdf；所述粘结剂b为sbr粘结剂。

9、优选的，所述电解液的溶剂为碳酸酯类溶剂，以lipf6为主要电解质盐，浓度为1.2-1.3mol/l。

10、优选的，所述电解质盐还包括cspf6或litfsi，浓度为0.8-1.8mol/l。

11、本专利技术还提供了一种快充高倍率磷酸铁锂电池的制备方法，按配比配置正极材料、负极材料、电解液和隔膜，将正极材料和负极材料通过涂敷、烘干、辊压、模切成正负极片，然后将正负极片通过叠片的方式作电芯，超声波焊接正负极耳，外壳采用铝塑膜封装，通过烘烤、注液、化成、分容完成电池制作。

12、有益效果

13、(1)本专利技术正极材料采用不同颗粒度的纳米级磷酸铁锂材料搭配，提升了产品的功率性能。

14、(2)本专利技术负极活性物质采用小颗粒粒子缩短锂离子扩散距离、增加电解液浸润面积从而有效提升材料的倍率和功率性能。

15、(3)本专利技术采用叠片工艺制作，可以减少电池阻抗，提升产品的快充和倍率放电能力。

16、(4)本专利技术的磷酸铁锂电池满足3c-5c倍率快速充电，15min充电90％以上容量；实现50c持续放电倍率，瞬时放电倍率150c；实现3c-5c倍率充电下，至70％soc，循环次数达2000次；能量密度≥140wh/kg，具有良好的快充性能和高放电倍率。

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【技术保护点】

1.一种快充高倍率磷酸铁锂电池，包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜，其特征在于：所述正极材料按重量百分比，包括如下组分：10％-20％D50为6-8微米的纳米级磷酸铁锂、80％-90％D50为0.7-1.0微米的纳米级磷酸铁锂、1.5％-7％复合导电剂A和0.5％-4.5％粘结剂A；

2.根据权利要求1所述的快充高倍率磷酸铁锂电池，其特征在于：所述复合导电剂A为质量比1:1-15的碳纳米管和超导炭黑；所述复合导电剂B为质量比1:0.5-2的碳纳米管和石墨烯。

3.根据权利要求1所述的快充高倍率磷酸铁锂电池，其特征在于：所述负极材料为无定形碳包覆石墨，所述无定形碳的粒径为0.02-2μm。

4.根据权利要求1所述的快充高倍率磷酸铁锂电池，其特征在于：所述增稠剂为羧甲基纤维素钠CMC。

5.根据权利要求1所述的快充高倍率磷酸铁锂电池，其特征在于：所述粘结剂A为聚偏氟乙烯PVDF；所述粘结剂B为SBR粘结剂。

6.根据权利要求1所述的快充高倍率磷酸铁锂电池，其特征在于：所述电解液的溶剂为碳酸酯类溶剂，以LiPF6为主要电解质盐，浓度为1.2-1.3mol/L。

7.根据权利要求6所述的快充高倍率磷酸铁锂电池，其特征在于：所述电解质盐还包括CsPF6或LiTFSI，浓度为0.8-1.8mol/L。

8.一种如权利要求1-7任一所述的快充高倍率磷酸铁锂电池的制备方法，其特征在于：

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【技术特征摘要】

1.一种快充高倍率磷酸铁锂电池，包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜，其特征在于：所述正极材料按重量百分比，包括如下组分：10％-20％d50为6-8微米的纳米级磷酸铁锂、80％-90％d50为0.7-1.0微米的纳米级磷酸铁锂、1.5％-7％复合导电剂a和0.5％-4.5％粘结剂a；

2.根据权利要求1所述的快充高倍率磷酸铁锂电池，其特征在于：所述复合导电剂a为质量比1:1-15的碳纳米管和超导炭黑；所述复合导电剂b为质量比1:0.5-2的碳纳米管和石墨烯。

3.根据权利要求1所述的快充高倍率磷酸铁锂电池，其特征在于：所述负极材料为无定形碳包覆石墨，所述无定形碳的粒径为0.02-2μm。

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【专利技术属性】
技术研发人员：于铁军，银少伟，
申请(专利权)人：通瑞数智上海装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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