一種鋰離子電池制造技術

本發明專利技術適用于鋰離子電池領域，提供了一種鋰離子電池，包括一正極片、一負極片、一隔膜及電解液，所述正極片表面涂覆有正極漿料，所述正極漿料包括正極活性物質，所述正極活性物質包括磷酸鐵鋰、三元材料及磷酸錳鐵鋰；所述三元材料的通式為LiNixCoyMn1-x-yO2，其中0<x<1,0<y<1,0<x+y<1。所述磷酸鐵鋰、三元材料及磷酸錳鐵鋰的質量比為：10～60:10～50:10～50。所述正極漿料還包括導電劑，所述導電劑為碳納米管。本發明專利技術制備的鋰離子電池的循環性能、能量密度和安全性能均顯著提高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鋰離子電池領域，具體涉及一種鋰離子電池。
技術介紹
隨著傳統化石燃料能源的不斷消耗與日趨枯竭，世界各國都在極力尋找新的替代能源，鋰離子電池因具有循環壽命長、能量密度高、無記憶效應、綠色環保等優點而成為了研究熱點。近年來，隨著世界各國對新能源產業的推動與支持，新能源汽車迎來了快速發展時期，而鋰離子電池成為了新能源電池的重要能源供給。目前，應用于新能源汽車領域的鋰離子電池主要有磷酸鐵鋰電池、三元電池和磷酸錳鐵鋰電池。磷酸鐵鋰為橄欖石結構，在充放電過程中電極材料結構穩定，具有優良的循環性能和安全性能。但是，磷酸鐵鋰振實密度和壓實密度較低，放電電壓平臺低(約為3.2V)，使得磷酸鐵鋰電池能量密度較低，目前圓柱32650型磷酸鐵鋰電池最高能量密度約為120Wh/Kg，這難以滿足新能源汽車對續航里程越來越嚴苛的要求。三元電池應用于新能源汽車上的優勢在于能量密度高(≥150Wh/Kg)，但其安全性能較差，難以通過針刺測試，需要比較完善的電池管理系統來進行控制。磷酸錳鐵鋰電池的優勢在于安全性好、工作電壓高，但是磷酸錳鐵鋰的倍率性能和循環性能較差。因此，本領域內尚缺乏一種同時具有高安全性能、長循環性能和高能量密度的鋰離子電池。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于同時提高鋰離子電池的安全性能、循環性能及能量密度，旨在滿足新能源汽車對鋰離子電池循環性能、安全性能和能量密度的要求。<br>為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種鋰離子電池，包括一正極片、一負極片、一隔膜及電解液，所述正極片表面涂覆有正極漿料，所述正極漿料包括正極活性物質，所述正極活性物質包括磷酸鐵鋰、三元材料及磷酸錳鐵鋰；所述三元材料的通式為LiNixCoyMn1-x-yO2，其中0<x<1,0<y<1,0<x+y<1。進一步地，所述磷酸鐵鋰、三元材料及磷酸錳鐵鋰的質量比為：10～60:10～50:10～50。進一步地，所述正極漿料還包括導電劑，所述導電劑為碳納米管。進一步地，所述碳納米管占正極漿料的質量百分比為1％～5％。進一步地，所述正極漿料還包括粘結劑，所述粘結劑為聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯。進一步地，所述粘結劑占正極漿料的質量百分比為1％～5％。進一步地，所述負極片表面涂覆有負極漿料，所述負極漿料包括負極活性物質、負極導電劑、負極分散劑及負極粘結劑；所述負極活性物質、負極導電劑、負極分散劑及負極粘結劑的質量比為：85-95:2-5:1-3:2-5。進一步地，所述負極活性物質為石墨碳、石墨烯、硅碳和人造石墨中的至少一種。進一步地，所述負極分散劑為羧甲基纖維素。進一步地，所述負極導電劑為乙炔黑；所述負極粘結劑為聚乙烯醇和聚四氟乙烯中的至少一種。本專利技術與現有技術相比，有益效果在于：本專利技術的鋰離子電池的正極漿料中的正極活性物質采用磷酸鐵鋰、三元材料和磷酸錳鐵鋰三種材料的復合，充分利用磷酸鐵鋰的高安全性，三元材料的高能量密度和磷酸錳鐵鋰的高電壓平臺，同時可以克服三種材料單獨利用時存在的不足，顯著提高電池的循環性能和能量密度。所述三相復合時，小顆粒的鐵鋰材料可以包裹于三元材料顆粒表面，粒徑相對較小的三元材料顆粒亦可填充于磷酸錳鐵鋰的中空結構中，當電池發生短路、針刺等安全測試時，短路點首先作用與磷酸錳鐵鋰和磷酸鐵鋰顆粒上，可以充分利用磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰的高安全性，短路電阻較大，對短路電流起到緩沖和減弱作用，從而起到安全保護的作用顯著改善鋰離子電池的安全性能。由本專利技術制備的鋰離子電池實現了行業發展對電池的循環性能、能量密度和安全性能的要求。附圖說明圖1是本專利技術實施例1、2、3提供的三種電池在2.75V-4.2V，3C時的循環曲線圖。圖2是本專利技術實施例1、2、3提供的三種電池在1C，-20℃下的放電曲線圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。按照本專利技術的技術方案制備鋰離子電池：一種鋰離子電池，包括一正極片、一負極片、一隔膜及電解液，所述正極片表面涂覆有正極漿料，所述正極漿料包括正極活性物質，所述正極活性物質包括磷酸鐵鋰、三元材料及磷酸錳鐵鋰；所述三元材料的通式為LiNixCoyMn1-x-yO2，其中0<x<1,0<y<1,0<x+y<1。所述磷酸鐵鋰、三元材料及磷酸錳鐵鋰的質量比為：10～60:10～50:10～50。具體地，所述正極漿料還包括導電劑，所述導電劑為碳納米管；所述碳納米管占正極漿料的質量百分比為1％～5％。所述正極漿料還包括粘結劑，所述粘結劑為聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯；所述粘結劑占正極漿料的質量百分比為1％～5％。具體地，所述負極片表面涂覆有負極漿料，所述負極漿料包括負極活性物質、負極導電劑、負極分散劑及負極粘結劑；所述負極活性物質、負極導電劑、負極分散劑及負極粘結劑的質量比為：85-95:2-5:1-3:2-5。具體地，所述負極活性物質為石墨碳、石墨烯、硅碳和人造石墨中的至少一種。所述負極分散劑為羧甲基纖維素。所述負極導電劑為乙炔黑；所述負極粘結劑為聚乙烯醇和聚四氟乙烯中的至少一種。具體地，所述隔膜為PP(聚丙烯)和/或PE(聚乙烯)、在PP和/或PE表面涂覆無機化合物或有機化合物、聚乙烯雙面陶瓷隔膜；所述無機化合物包括Al2O3，SiO2，所述有機物為PVDF(聚偏氟乙烯)。具體地，所述電解液包括電解質和有機溶劑；所述電解質包括LiPF6、LiClO4、LiAsF6中的至少一種，所述溶劑包括EC(碳酸乙烯酯)、DMC(碳酸二甲酯)、DEC(碳酸二乙酯)中的至少一種。本專利技術制備的鋰離子電池，主要是對正極活性物質進行了調整。磷酸錳鐵鋰電壓平臺為3.9-4.1V，三元材料電壓平臺為3.4-3.6V，磷酸鐵鋰電壓平臺為3.1-3.2V。在2.5-4.2V充放電電壓區間內，其中，2.5-3.4V范圍內的充放電反應主要由磷酸鐵鋰材料承擔進行，3.4-3.9V范圍內的充放電反應主要由三元材料承擔進行，3.9-4.2V電壓范圍內的充放電反應主要由磷酸錳鐵鋰材料承擔進行。因此相比于單相體系和兩相復合體系，本專利技術的三相體系在設定的電壓區間范圍內各個材料所承受的電壓較窄，因此三相體系電池的能量密度得到本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋰離子電池，包括一正極片、一負極片、一隔膜及電解液，所述正極片表面涂覆有正極漿料，其特征在于，所述正極漿料包括正極活性物質，所述正極活性物質包括磷酸鐵鋰、三元材料及磷酸錳鐵鋰；所述三元材料的通式為LiNixCoyMn1?x?yO2，其中0<x<1,0<y<1,0<x+y<1。

【技術特征摘要】
1.一種鋰離子電池，包括一正極片、一負極片、一隔膜及電解液，所述正
極片表面涂覆有正極漿料，其特征在于，所述正極漿料包括正極活性物質，所
述正極活性物質包括磷酸鐵鋰、三元材料及磷酸錳鐵鋰；所述三元材料的通式
為LiNixCoyMn1-x-yO2，其中0<x<1,0<y<1,0<x+y<1。
2.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述磷酸鐵鋰、三元材
料及磷酸錳鐵鋰的質量比為：10～60:10～50:10～50。
3.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極漿料還包括導
電劑，所述導電劑為碳納米管。
4.如權利要求3所述的鋰離子電池，其特征在于，所述導電劑占正極漿料
的質量百分比為1％～5％。
5.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極漿料還包括粘
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉熙林，錢龍，許輝，黎明旭，
申請(專利權)人：深圳市沃特瑪電池有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44