一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液、外殼、蓋板和極柱，所述正極片中的正極料包括正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑，所述正極活性物質(zhì)為納米化并經(jīng)非連續(xù)石墨烯結(jié)構(gòu)包覆的磷酸鐵鋰，其中納米化磷酸鐵鋰的中值粒徑為5-10nm，石墨烯為3-8層多層石墨烯，包覆面積占磷酸鐵鋰材料總表面積的40%-70%；本發(fā)明克服了磷酸鐵鋰鋰離子動力電池低溫性能差的現(xiàn)狀，在不降低其他性能指標(biāo)的前提下，具有更加優(yōu)異的低溫性能，極大地拓展磷酸鐵鋰鋰離子動力電池的應(yīng)用范圍，有利于電動汽車在低溫地區(qū)的推廣和寒冷冬季的正常使用。
【專利說明】一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子蓄電池，特別是一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池。
【背景技術(shù)】
[0002]石油資源緊缺和環(huán)境污染嚴(yán)重是全世界高度關(guān)注的兩大熱點，其中燃油交通工具是耗油重點和主要空氣污染源，而電動交通工具是緩解能源、環(huán)保問題的有效手段，各國都在大力研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化從基礎(chǔ)零配件到整車的產(chǎn)品。作為關(guān)鍵零部件的動力電池，磷酸鐵鋰電池是公認(rèn)的最好的電池之一。它具有安全性能高、循環(huán)壽命長、儲存容量高、耐高溫等優(yōu)點，可廣泛用于對電池安全性要求極高的礦燈、電動車、電動工具，以及軍用通訊領(lǐng)域和航天領(lǐng)域等。相比傳統(tǒng)的鉛酸電池，以及新型的燃料電池、鎳氫電池、錳酸鋰電池，優(yōu)勢很明顯。目前，磷酸鐵鋰電池已經(jīng)開始逐步滲透到各個應(yīng)用領(lǐng)域。隨著設(shè)備工藝的改進(jìn)和產(chǎn)量的提升，磷酸鐵鋰電池終將全面推廣，行業(yè)將進(jìn)入快速發(fā)展通道，市場對磷酸鐵鋰新一代鋰離子動力電池的需求銳增。
[0003]但是隨著磷酸鐵鋰鋰離子動力電池應(yīng)用領(lǐng)域的不斷推廣，其差強(qiáng)人意的低溫性能也一直備受關(guān)注。常規(guī)設(shè)計方案的鋰離子電池在低溫條件下容量迅速衰竭，甚至在負(fù)極表面出現(xiàn)析鋰，存在一定的安全隱患。一般情況下，對于單只電芯而言，其(TC時的容量保持率約60-70%，-10°c時為40-55%，-20°C時為20-40%。這樣的性能顯然不能滿足動力電源在低溫環(huán)境下的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服磷酸鐵鋰鋰離子動力電池低溫性能差的現(xiàn)狀，在不降低其他性能指標(biāo)的前提下，具有更加優(yōu)異的低溫性能，極大地拓展磷酸鐵鋰鋰離子動力電池的應(yīng)用范圍，有利于電動汽車在低溫地區(qū)的推廣和寒冷冬季的正常使用，具有重要的社會和經(jīng)濟(jì)意義。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液、外殼、蓋板和極柱，所述正極片中的正極料包括正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑，所述正極活性物質(zhì)為納米化并經(jīng)非連續(xù)石墨烯結(jié)構(gòu)包覆的磷酸鐵鋰，其中納米化磷酸鐵鋰的中值粒徑為
5-10nm，石墨烯為3_8層多層石墨烯，包覆面積占磷酸鐵鋰材料總表面積的40%_70%。
[0007]所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯。
[0008]所述導(dǎo)電劑為碳纖維、乙炔黑、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種。
[0009]所述正極活性物質(zhì)的重量為正極料總重量的80-98%，粘結(jié)劑重量為正極料總重量的1_14%，導(dǎo)電劑的重量為正極料總重量的1-12%。
[0010]所述負(fù)極片中的負(fù)極料包括負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑，所述負(fù)極活性物質(zhì)組分及重量百分比為:
[0011]中間相碳微球 84-98%[0012]碳纖維1-8%
[0013]人造石墨1_8%。
[0014]所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯。
[0015]所述導(dǎo)電劑組分及重量百分比為:
[0016]乙炔黑50-70%
[0017]碳納米管30-40%
[0018]石墨烯0_10%。
[0019]所述負(fù)極活性物質(zhì)的重量占負(fù)極料總重量的85-97%，所述粘結(jié)劑重量占負(fù)極料總重量的1_8%，所述導(dǎo)電劑的重量占負(fù)極料總重量的1-8%。
[0020]所述電解液為含有l(wèi)-2mol/L的鋰鹽的有機(jī)混合溶液。
[0021]所述電解液中，鋰鹽為六氟磷酸鋰，有機(jī)溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯其中2-4種的混合物。
[0022]所述電解液還包括添加劑，所述添加劑為亞硫酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯中的一種或幾種。
[0023]所述正極片厚度為130-150 μ m,所述負(fù)極片厚度為60-100 μ m。
[0024]所述電池為疊片式結(jié)構(gòu)，疊片上的極耳超聲焊接后，與極柱超聲焊或鉚接在一起。
[0025]一種低溫磷酸鐵鋰鋰離`子動力電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液、外殼、蓋板和極柱，其特征在于，
[0026]所述正極片中的正極料，包括正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑，所述正極活性物質(zhì)為納米化并經(jīng)非連續(xù)石墨烯結(jié)構(gòu)包覆的磷酸鐵鋰，其中納米化磷酸鐵鋰的中值粒徑為5-10nm，石墨烯為3_8層多層石墨烯，包覆面積占磷酸鐵鋰材料總表面積的40%_70%，所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯，所述導(dǎo)電劑為碳纖維、乙炔黑、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種，所述正極活性物質(zhì)的重量為正極料總重量的80-98%，粘結(jié)劑重量為正極料總重量的1_14%，導(dǎo)電劑的重量為正極料總重量的1-12% ;所述負(fù)極片中的負(fù)極料，包括負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑，所述負(fù)極活性物質(zhì)組分及重量百分比為:
[0027]中間相碳微球 84-98%
[0028]碳纖維1-8%
[0029]人造石墨1_8%，
[0030]所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯，
[0031]所述導(dǎo)電劑組分及重量百分比為:
[0032]乙炔黑50-70%
[0033]碳納米管30-40%
[0034]石墨烯0-10%，
[0035]所述負(fù)極活性物質(zhì)的重量占負(fù)極料總重量的85-97%，所述粘結(jié)劑重量占負(fù)極料總重量的1_8%，所述導(dǎo)電劑的重量占負(fù)極料總重量的1-8%，
[0036]所述電解液為含有l(wèi)-2mol/L的鋰鹽的有機(jī)混合溶液，其中鋰鹽為六氟磷酸鋰，有機(jī)溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯其中2-4種的混合物，還包括添加劑，所述添加劑為亞硫酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯中的一種或幾種。[0037]所述正極片厚度為130-150 μ m,所述負(fù)極片厚度為60-100 μ m。
[0038]所述電池為疊片式結(jié)構(gòu)，疊片上的極耳超聲焊接后，與極柱超聲焊或鉚接在一起。
[0039]應(yīng)用本發(fā)明的有益效果:
[0040]本發(fā)明的正極片，限定各物質(zhì)的重量百分比，同時經(jīng)過納米化、表面包覆處理的磷酸鐵鋰正極材料的使用，提高了磷酸鐵鋰的電子導(dǎo)電性，增強(qiáng)磷酸鐵鋰材料的導(dǎo)電性能，提高了 Li+的遷移速率，從而有效降低了電池內(nèi)阻，改善了電池的低溫放電性能。
[0041]本發(fā)明負(fù)極片限定各物質(zhì)重量百分比，負(fù)極活性物質(zhì)表面活性基團(tuán)少，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，比表面積低，不易發(fā)生副反應(yīng)，電化學(xué)活性好，電極電勢低、易形成合適的固體電解質(zhì)界面膜(即SEI膜)，保證了材料的電化學(xué)穩(wěn)定性及電池安全性。
[0042]按照比例配制的電解液，加入成膜劑、穩(wěn)定劑等，提高導(dǎo)電率和安全性；優(yōu)化溶劑組分，提高極片浸潤性；選用一些低熔點的新型溶劑和能夠提高低溫電導(dǎo)率的添加劑，來降低電解液在低溫下的黏度，達(dá)到提高LiFeP04鋰離子電池低溫性能的目的。
[0043]電池的疊片式結(jié)構(gòu)，保證了電池內(nèi)電流的均勻分布；極耳與極柱的連接方式，增強(qiáng)了極耳與極柱之間的接觸，減小電池的內(nèi)阻。
[0044]本發(fā)明通過從改進(jìn)材料性能、電池漿料的配方和工藝、電池結(jié)構(gòu)設(shè)計和電池加工工藝、電解液配方的調(diào)整等方面入手經(jīng)過層層設(shè)計改善，磷酸鐵鋰動力電池的低溫性能得到極大提高，研制的磷酸鐵鋰電池充滿電后，在_40°C ±2°C下貯存20h，然后在同一溫度下，以3I3(A)電流放電，直到放電終止電壓2.0V，放電容量在額定容量的90%以上，優(yōu)于國內(nèi)外其他公司的相應(yīng)產(chǎn)品，處于國際領(lǐng)先的地位。
[0045]本發(fā)明提高磷酸鐵鋰鋰離子電池的低溫性能，從而拓展其在低溫環(huán)境條件下的使用，尤其是對電池安全性要求極高的礦燈、電動車，以及軍用和航天等領(lǐng)域在低溫條件下的使用。特別地，在電動汽車用動力電源領(lǐng)域，可以拓展電動汽車在低溫及寒冷地區(qū)的推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1:本發(fā)明低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
[0047]圖2:本發(fā)明低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池主視圖
[0048]圖3:本發(fā)明低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池俯視圖
[0049]圖4:本發(fā)明電池與幾種普通電池的低溫性能對比
[0050]圖5:本發(fā)明的電池與普通電池在_40°C條件下的放電曲線對比
【具體實施方式】
[0051 ] 為更好的說明本發(fā)明，下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0052]實施例1:36Ah磷酸鐵鋰鋰離子動力電池
[0053]如圖1、2、3所示，本發(fā)明磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，包括正極片2、負(fù)極片3、隔膜
5、電解液(未標(biāo)注)、外殼1、蓋板(未標(biāo)注)和極柱4,電池尺寸為36_X 130_X 155_。
[0054]正極片:正極片厚度為145±2 μ m;正極活性物質(zhì)采用納米化并經(jīng)非連續(xù)石墨烯結(jié)構(gòu)包覆的磷酸鐵鋰；其中納米化磷酸鐵鋰的中值粒徑為5-10nm，石墨烯為3_8層多層石墨烯，包覆面積占磷酸鐵鋰材料總表面積的40%-70% ;粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；導(dǎo)電劑為乙炔黑、碳納米管(即CNT)的混合物，乙炔黑、CNT重量百分比為50%:50% ;正極活性物質(zhì)、粘結(jié)齊U、導(dǎo)電劑的重量百分比為93%:4%:3%。
[0055]負(fù)極片:負(fù)極片厚度為95±2 μ m ;負(fù)極活性物質(zhì)為中間相碳微球(MCMB)、碳纖維、人造石墨的混合物，MCMB、碳纖維、人造石墨重量百分比為96%:2%:2% ;粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；導(dǎo)電劑為乙炔黑、碳納米管(即CNT)、石墨烯的混合物，乙炔黑、CNT、石墨烯重量百分比為60%:35%:5% ;負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的重量百分比為94%:4%:2%。
[0056]電解液:電解液采用1.2mol/L的鋰鹽的有機(jī)混合溶液，鋰鹽采用六氟磷酸鋰，有機(jī)溶劑為碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯按一定比例混合而成，并加入成膜和穩(wěn)定添加劑亞硫酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯。
[0057]電池采用疊片式結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)極柱連接方式，先用大功率超聲焊接機(jī)將極耳全部焊接在一起，后再將極耳超聲焊或鉚接在極柱上。
[0058]本實例電池制造工藝中，降低涂覆面密度、提高材料的壓實密度、增加極片數(shù)量；箔材在涂布前，表面經(jīng)高溫處理，涂敷上一層高導(dǎo)電性的材料。其他未做說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0059]實施例1電池測試數(shù)據(jù):電池在常溫下充滿電后，在_40°C ±2°C下貯存20h，然后在同一溫度下，以3I3(A)電流放電，直到放電終止電壓2.0V，放電容量在額定容量的92.7%。
[0060]實施例2:50Ah磷酸鐵鋰鋰離子動力電池
[0061]本電池如實施例1相同，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液、外殼、蓋板、極柱。該實施例中電池尺寸為45_X 120_X 187_。
[0062]正極片:正極片厚度為144±2 μ m;正極活性物質(zhì)采用納米化并經(jīng)非連續(xù)石墨烯結(jié)構(gòu)包覆的磷酸鐵鋰；其中納米化磷酸鐵鋰的中值粒徑為5-10nm，石墨烯為3_8層多層石墨烯，包覆面積占磷酸鐵鋰材料總表面積的40%-70%。粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；導(dǎo)電劑為乙炔黑、碳納米管(CNT)的混合物，乙炔黑、CNT重量百分比為50%:50% ;正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的重量百分比為93%:4%:3%。
[0063]負(fù)極片:負(fù)極片厚度為95±2 μ m ;負(fù)極活性物質(zhì)為中間相碳微球(MCMB)、碳纖維、人造石墨的混合物，MCMB、碳纖維、人造石墨重量百分比為96%:2%:2% ;粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；導(dǎo)電劑為碳纖維、乙炔黑、CNT的混合物，碳纖維、乙炔黑、CNT重量百分比為60%:30%:10% ;負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的重量百分比為94%:4%:2%。
[0064]電解液:電解液采用1.3mol/L的鋰鹽的有機(jī)混合溶液，鋰鹽采用六氟磷酸鋰，有機(jī)溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯按一定比例混合而成，并加入成膜和穩(wěn)定添加劑亞硫酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯。
[0065]電池采用疊片式結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)極柱連接方式，先用大功率超聲焊接機(jī)將極耳全部焊接在一起，后再將極耳超聲焊或鉚接在極柱上。
[0066]本實例電池制造工藝中，降低涂覆面密度、提高材料的壓實密度、增加極片數(shù)量；箔材在涂布前，表面經(jīng)高溫處理，涂敷上一層高導(dǎo)電性的材料。其他未做說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0067]實例2電池經(jīng)測試:電池在常溫下充滿電后，在_40°C ±2°C下貯存20h，然后在同一溫度下，以3I3(A)電流放電，直到放電終止電壓2.0V，放電容量在額定容量的93.2%。
[0068]實施例3:60Ah磷酸鐵鋰鋰離子動力電池
[0069]本實施例如實施例1相同，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液、夕卜殼、蓋板、極柱，實施例3電池尺寸為59謹(jǐn)X 112謹(jǐn)X 175臟。
[0070]正極片:正極片厚度為136±2 μ m;正極活性物質(zhì)采用納米化并經(jīng)非連續(xù)石墨烯結(jié)構(gòu)包覆的磷酸鐵鋰；其中納米化磷酸鐵鋰的中值粒徑為5-10nm，石墨烯為3_8層多層石墨烯，包覆面積占磷酸鐵鋰材料總表面積的40%-70% ;粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；導(dǎo)電劑為乙炔黑、碳納米管(CNT)的混合物，乙炔黑、CNT的重量百分比為70%:30% ;正極活性物質(zhì)、粘結(jié)齊U、導(dǎo)電劑的重量百分比為90%:4%:6%。
[0071]負(fù)極片:負(fù)極片厚度為88±2 μ m ;負(fù)極活性物質(zhì)為中間相碳微球(MCMB)、碳纖維、人造石墨的混合物，MCMB、碳纖維、人造石墨重量百分比為90%:5%:5% ;粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；導(dǎo)電劑為乙炔黑、CNT、石墨烯的混合物，乙炔黑、CNT、石墨烯重量百分比為60%:35%:5% ;負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的重量百分比為91%:4%:5%。
[0072]電解液:電解液采用1.3mol/L的鋰鹽的有機(jī)混合溶液，鋰鹽采用六氟磷酸鋰，有機(jī)溶劑為碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯按一定比例混合而成，并加入成膜和穩(wěn)定添加劑亞硫酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯。
[0073]電池采用疊片式結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)極柱連接方式，先用大功率超聲焊接機(jī)將極耳全部焊接在一起，后再將極耳超聲焊或鉚接在極柱上。
[0074]本實例電池制造工藝中，降低涂覆面密度、提高材料的壓實密度、增加極片數(shù)量；箔材在涂布前，表面經(jīng)高溫處理，涂敷上一層高導(dǎo)電性的材料。其他未做說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0075]實施例3電池經(jīng)測試:電池在常溫下充滿電后，在_40°C ±2°C下貯存20h，然后在同一溫度下，以3I3(A)電流放電，直到放電終止電壓2.0V，放電容量在額定容量的92.2%。
[0076]實施例4:1OOAh磷酸鐵鋰鋰離子動力電池
[0077]本實施例如實施例1相同，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液、外殼、蓋板、極柱，實施例4電池尺寸為36mmX 230mmX 218mm。
[0078]正極片:正極片厚度為134±2 μ m;正極活性物質(zhì)采用納米化并經(jīng)非連續(xù)石墨烯結(jié)構(gòu)包覆的磷酸鐵鋰；其中納米化磷酸鐵鋰的中值粒徑為5-10nm，石墨烯為3_8層多層石墨烯，包覆面積占磷酸鐵鋰材料總表面積的40%-70% ;粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；導(dǎo)電劑為碳纖維、乙炔黑、碳納米管(CNT)、石墨烯的混合物，碳纖維、乙炔黑、CNT、石墨烯的重量百分比為50%:20%:25%:5% ;正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的重量百分比為89%:5%:6%。
[0079]負(fù)極片:負(fù)極片厚度為65±2 μ m ;負(fù)極活性物質(zhì)為中間相碳微球(MCMB)、碳纖維、人造石墨的混合物，MCMB、碳纖維、人造石墨重量百分比為86%:7%:7% ;粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯；導(dǎo)電劑為乙炔黑、CNT、石墨烯的混合物，乙炔黑、CNT、石墨烯重量百分比為60%:34%:6% ;負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑的重量百分比為90%:4%:6%。
[0080]電解液:電解液采用1.4mol/L的鋰鹽的有機(jī)混合溶液，鋰鹽采用六氟磷酸鋰，有機(jī)溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯按一定比例混合而成，并加入成膜和穩(wěn)定添加劑亞硫酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯。
[0081]電池采用疊片式結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)極柱連接方式，先用大功率超聲焊接機(jī)將極耳全部焊接在一起，后再將極耳超聲焊或鉚接在極柱上。
[0082]本實例電池制造工藝中，降低涂覆面密度、提高材料的壓實密度、增加極片數(shù)量；箔材在涂布前，表面經(jīng)高溫處理，涂敷上一層高導(dǎo)電性的材料。其他未做說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0083]實施例4電池經(jīng)測試:電池在常溫下充滿電后，在_40°C ±2°C下貯存20h，然后在同一溫度下，以3I3(A)電流放電，直到放電終止電壓2.0V，放電容量在額定容量的92.9%。
[0084]圖4為本發(fā)明電池與幾種國內(nèi)外目前常見的電池的低溫性能對比，圖5為本發(fā)明與普通電池在-40°C條件下的放電曲線對比，從對比圖可看出，本發(fā)明與現(xiàn)有電池相比，大大提高了磷酸鐵鋰鋰離子電池的低溫性能，從而拓展其在低溫環(huán)境條件下的使用，尤其是對電池安全性要求極高的礦燈、電動車，以及軍用和航天等領(lǐng)域在低溫條件下的使用。特別地，在電動汽車用動力電源領(lǐng)域，可以拓展電動汽車在低溫及寒冷地區(qū)的推廣應(yīng)用。
[0085]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液、外殼、蓋板和極柱，其特征在于，所述正極片中的正極料包括正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑，所述正極活性物質(zhì)為納米化并經(jīng)非連續(xù)石墨烯結(jié)構(gòu)包覆的磷酸鐵鋰，其中納米化磷酸鐵鋰的中值粒徑為5-10nm，石墨烯為3_8層多層石墨烯，包覆面積占磷酸鐵鋰材料總表面積的40%-70%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述導(dǎo)電劑為碳纖維、乙炔黑、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述正極活性物質(zhì)的重量為正極料總重量的80-98%，粘結(jié)劑重量為正極料總重量的1_14%，導(dǎo)電劑的重量為正極料總重量的1_12%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述負(fù)極片中的負(fù)極料包括負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑，所述負(fù)極活性物質(zhì)組分及重量百分比為: 中間相碳微球 84-98% 碳纖維1_8% 人造石墨1_8%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯?！?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述導(dǎo)電劑組分及重量百分比為: 乙炔黑50-70% 碳納米管30-40% 石墨稀0~ 10% ο
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述負(fù)極活性物質(zhì)的重量占負(fù)極料總重量的85-97%，所述粘結(jié)劑重量占負(fù)極料總重量的1_8%，所述導(dǎo)電劑的重量占負(fù)極料總重量的1_8%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述電解液為含有l(wèi)-2mol/L的鋰鹽的有機(jī)混合溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述電解液中，鋰鹽為六氟磷酸鋰，有機(jī)溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯其中2-4種的混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述電解液還包括添加劑，所述添加劑為亞硫酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯中的一種或幾種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述正極片厚度為130-150 μ m,所述負(fù)極片厚度為60-100 μ m。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述電池為疊片式結(jié)構(gòu)，疊片上的極耳超聲焊接后，與極柱超聲焊或鉚接在一起。
14.一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液、外殼、蓋板和極柱，其特征在于， 所述正極片中的正極料，包括正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑，所述正極活性物質(zhì)為納米化并經(jīng)非連續(xù)石墨烯結(jié)構(gòu)包覆的磷酸鐵鋰，其中納米化磷酸鐵鋰的中值粒徑為5-10nm,石墨烯為3-8層多層石墨烯，包覆面積占磷酸鐵鋰材料總表面積的40%-70%，所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯，所述導(dǎo)電劑為碳纖維、乙炔黑、碳納米管、石墨烯中的一種或幾種，所述正極活性物質(zhì)的重量為正極料總重量的80-98%，粘結(jié)劑重量為正極料總重量的1_14%，導(dǎo)電劑的重量為正極料總重量的1-12% ； 所述負(fù)極片中的負(fù)極料，包括負(fù)極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑，所述負(fù)極活性物質(zhì)組分及重量百分比為: 中間相碳微球 84-98% 碳纖維1_8% 人造石墨1_8%， 所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯， 所述導(dǎo)電劑組分及重量百分比為: 乙炔黑50-70% 碳納米管30-40% 石墨稀0-10%, 所述負(fù)極活性物質(zhì)的重量占負(fù)極料總重量的85-97%，所述粘結(jié)劑重量占負(fù)極料總重量的1_8%，所述導(dǎo)電劑的重量占負(fù)極料總重量的1-8% ； 所述電解液為含有l(wèi)-2mol/L的鋰鹽的有機(jī)混合溶液，其中鋰鹽為六氟磷酸鋰，有機(jī)溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯其中2-4種的混合物，還包括添加劑，所述添加劑為亞硫酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯中的一種或幾種。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述正極片厚度為130-150 μ m,所述負(fù)極片厚度為60-100 μ m。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池，其特征在于，所述電池為疊片式結(jié)構(gòu)，疊片上的極耳超聲焊接后，與極柱超聲焊或鉚接在一起。
【文檔編號】H01M4/36GK103715452SQ201310703288
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】熊俊威, 張亞利, 馬春響, 別永合, 葛成鳳, 王瑗忠, 張風(fēng)太 申請人:山東威能環(huán)保電源有限公司