CN110556582A - 一种磷酸铁锂电池、电解液及磷酸铁锂电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷酸铁锂电池、电解液及磷酸铁锂电池的制备方法,属于锂电池技术领域。本发明通过采用含有碳酸乙烯脂、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸锂、丙磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯和二氟草酸硼酸锂的低温型电解液作为磷酸铁锂电池的电解液,并对磷酸铁锂电池的正、负极片进行改进,以降低磷酸铁锂电池的内部阻抗,便可使得磷酸铁锂电池在零下40±3℃的环境下也能正常放电,其低温环境下的放电效率较高,从而可以延长磷酸铁锂电池的使用寿命以及可以起到节能的作用。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域,具体是一种磷酸铁锂电池、电解液及磷酸铁锂电池的制备方法。
背景技术
磷酸铁锂电池,是一种以磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。
目前,传统的磷酸铁锂电池一般只能在常温下使用。由于在低温条件下,传统磷酸铁锂电池内部的电解液很容易在内部结冰,会造成电池在零下10~20℃无法正常放电,一般只能达到60~70%的放电效率,这样不仅会导致电池的衰减加快,而且其内部生长的化学晶块很容易引起电池在充放电的时候出现瞬间短路、***、引起着火等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂电池、电解液及磷酸铁锂电池的制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:
一种电解液,包括以下按照质量分数计的组分:碳酸乙烯脂24%~35.4%、碳酸甲乙酯20%~35%、碳酸二甲酯15%~25%、碳酸丙烯酯3%~7%、六氟磷酸锂10%~18%、丙磺酸内酯0.5%~2%、碳酸亚乙烯酯1%~3%、二氟草酸硼酸锂0.1%~1%,各组分的质量分数总和为100%。
本发明实施例采用的一种优选方案,所述的电解液包括以下按照质量分数计的组分:碳酸乙烯脂27.6%~33.4%、碳酸甲乙酯25%~30%、碳酸二甲酯18%~22%、碳酸丙烯酯4%~6%、六氟磷酸锂12%~15%、丙磺酸内酯0.8%~1.2%、碳酸亚乙烯酯1.5%~2.5%、二氟草酸硼酸锂0.3%~0.7%,各组分的质量分数总和为100%。
本发明实施例采用的另一种优选方案,所述的电解液包括以下按照质量分数计的组分:碳酸乙烯脂29%、碳酸甲乙酯28.4%、碳酸二甲酯20%、碳酸丙烯酯5.6%、六氟磷酸锂13.5%、丙磺酸内酯1%、碳酸亚乙烯酯2%、二氟草酸硼酸锂0.5%。
本发明实施例还提供了一种包含上述电解液的磷酸铁锂电池。
本发明实施例还提供了一种上述磷酸铁锂电池的制备方法,其包括以下步骤:
按照上述各组分的质量分数称取碳酸乙烯脂、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸锂、丙磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯和二氟草酸硼酸锂组分,并将各组分混合在一起,得到电解液,备用;
按照重量份计,称取以下组分:磷酸铁锂40~60份、聚偏氟乙烯0.5~4份、导电剂0.5~4份、N-甲基吡咯烷酮40~60份,备用;往上述的N-甲基吡咯烷酮中依次添加上述的聚偏氟乙烯、导电剂和磷酸铁锂,并进行搅拌,得到正极浆料,备用;
按照重量份计,称取以下组分:石墨20~30份、羧甲基纤维素0.1~1份、导电剂0.1~1份、丁苯橡胶0.5~3份、去离子水15~45份,备用;往上述的去离子水中依次添加上述的羧甲基纤维素、导电剂、石墨和丁苯橡胶,并进行搅拌,得到负极浆料,备用;
将上述的正极浆料涂布在铝箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到正极片;
将上述的负极浆料涂布在铜箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到负极片;
将上述的正极片、负极片与隔膜叠成电芯,并对电芯依次进行热压、整形和烘烤处理;
往烘烤处理后的电芯注入上述的电解液后,再依次进行化成、老化和封口处理,得到所述的磷酸铁锂电池。
本发明实施例采用的另一种优选方案,所述的步骤中,按照重量份计,称取以下组分:磷酸铁锂45~55份、聚偏氟乙烯1~3份、导电剂1~2份、N-甲基吡咯烷酮42~50份,备用;往上述的N-甲基吡咯烷酮中依次添加上述的聚偏氟乙烯、导电剂和磷酸铁锂,并进行搅拌,得到正极浆料。
本发明实施例采用的另一种优选方案,所述的步骤中,按照重量份计,称取以下组分:石墨24~28份、羧甲基纤维素0.4~0.6份、导电剂0.3~0.5份、丁苯橡胶1~2份、去离子水40~45份,备用;往上述的去离子水中依次添加上述的羧甲基纤维素、导电剂、石墨和丁苯橡胶,并进行搅拌,得到负极浆料。
本发明实施例采用的另一种优选方案,所述的步骤中,铝箔每面的单位面积涂布量为130~140g/m2。
本发明实施例采用的另一种优选方案,所述的步骤中,铜箔每面的单位面积涂布量为60~65g/m2。
本发明实施例采用的另一种优选方案,所述的步骤中,电芯烘烤处理的温度为80~90℃。
与现有技术相比,本发明实施例的有益效果是:
本发明实施例通过采用含有碳酸乙烯脂、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸锂、丙磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯和二氟草酸硼酸锂的低温型电解液作为磷酸铁锂电池的电解液,并对磷酸铁锂电池的正、负极片进行改进,以降低磷酸铁锂电池的内部阻抗,便可使得磷酸铁锂电池在零下40±3℃的环境下也能正常放电,其低温环境下的放电效率较高,从而可以延长磷酸铁锂电池的使用寿命以及可以起到节能的作用。
附图说明
图1为实施例5制得的磷酸铁锂电池在常温环境下的放电曲线图。
图2为实施例5制得的磷酸铁锂电池在零下40℃环境下的放电曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
该实施例提供了一种电解液、包含有该电解液的磷酸铁锂电池以以及该磷酸铁锂电池的制备方法,具体的,该磷酸铁锂电池的制备方法包括以下步骤:
(1)按照质量分数计,称取以下组分:碳酸乙烯脂35.4%、碳酸甲乙酯35%、碳酸二甲酯15%、碳酸丙烯酯3%、六氟磷酸锂10%、丙磺酸内酯0.5%、碳酸亚乙烯酯1%、二氟草酸硼酸锂0.1%;将这些称取好的组分混合均匀,即可得到电解液,备用。
(2)先称取磷酸铁锂60kg、聚偏氟乙烯0.5kg、导电剂0.5kg、N-甲基吡咯烷酮60kg,备用;需要说明的是,上述磷酸铁锂在称取前需要先在180℃的温度下烘烤4h,上述聚偏氟乙烯在称取前需要先在105℃的温度下烘烤3h,上述导电剂在称取前需要先在120℃的温度下烘烤4h,其中,导电剂包括0.4kg导电炭黑和0.1kg导电石墨粉,导电炭黑选用现有市售的Super P炭黑,导电石墨粉选用现有市售的KS-6石墨粉;然后,往上述的N-甲基吡咯烷酮中依次添加上述的聚偏氟乙烯、导电剂和磷酸铁锂,并进行搅拌,得到正极浆料,备用。
(3)先称取石墨30kg、羧甲基纤维素0.1kg、导电剂0.1kg、丁苯橡胶0.5kg、去离子水45kg,备用;需要说明的是,导电剂包括0.05kg导电炭黑和0.05kg导电石墨粉,导电炭黑选用现有市售的Super P炭黑,导电石墨粉选用现有市售的KS-6石墨粉;然后,往上述的去离子水中依次添加上述的羧甲基纤维素、导电剂、石墨和丁苯橡胶,并进行搅拌,得到负极浆料,备用。
(4)将上述的正极浆料涂布在铝箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到正极片;其中,铝箔的规格尺寸为390×0.020±0.001mm,单位面积的重量为54±2.0g/m2,铝箔的双面均需用正极浆料涂布,铝箔每面的单位面积涂布量为130g/m2;该步骤烘烤处理的温度为95℃,时间为12h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,当温度达到100℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束;单个正极片的重量控制在6.2~6.4g。
(5)将上述的负极浆料涂布在铜箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到负极片;其中,铜箔的规格尺寸为400×0.012±0.001mm,单位面积的重量为95g/m2,铜箔的双面均需用负极浆料涂布,铜箔每面的单位面积涂布量为60g/m2;该步骤烘烤处理的温度为95℃,时间为12h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,当温度达到100℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束;单个负极片的重量控制在4.7~4.9g。
(6)将上述的正极片、负极片与隔膜叠成电芯,并对电芯依次进行热压、整形和烘烤处理;其中,隔膜可选用现有市售的无纺布隔膜,其规格为330×27mm(需对折),单个电芯的正极片数量为97片,负极片数量为98片,厚度控制在31~33.5mm;电芯热压处理的温度为60℃,压力为2MPa,时间为20s;电芯烘烤处理的温度为80℃,时间为24h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,温度达到85℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束。
(7)往烘烤处理后的电芯注入360g上述的电解液后,再依次进行化成、老化和封口处理,即可得到所述的磷酸铁锂电池;其中,注液后需用胶带将注液孔封牢,并将电池表面电解液擦干净;化成处理的工艺参数可采用现有技术,其过程中需使用夹具将电芯夹牢,化成后需及时将电池表面擦拭干净;老化处理的温度25℃,时间为48h。
实施例2
该实施例提供了一种电解液、包含有该电解液的磷酸铁锂电池以以及该磷酸铁锂电池的制备方法,具体的,该磷酸铁锂电池的制备方法包括以下步骤:
(1)按照质量分数计,称取以下组分:碳酸乙烯脂24%、碳酸甲乙酯20%、碳酸二甲酯25%、碳酸丙烯酯7%、六氟磷酸锂18%、丙磺酸内酯2%、碳酸亚乙烯酯3%、二氟草酸硼酸锂1%;将这些称取好的组分混合均匀,即可得到电解液,备用。
(2)先称取磷酸铁锂40kg、聚偏氟乙烯4kg、导电剂4kg、N-甲基吡咯烷酮40kg,备用;需要说明的是,上述磷酸铁锂在称取前需要先在180℃的温度下烘烤4h,上述聚偏氟乙烯在称取前需要先在105℃的温度下烘烤3h,上述导电剂在称取前需要先在120℃的温度下烘烤4h,其中,导电剂包括3kg导电炭黑和1kg导电石墨粉,导电炭黑选用现有市售的SuperP炭黑,导电石墨粉选用现有市售的KS-6石墨粉;然后,往上述的N-甲基吡咯烷酮中依次添加上述的聚偏氟乙烯、导电剂和磷酸铁锂,并进行搅拌,得到正极浆料,备用。
(3)先称取石墨20kg、羧甲基纤维素1kg、导电剂1kg、丁苯橡胶3kg、去离子水15kg,备用;需要说明的是,导电剂包括0.5kg导电炭黑和0.5kg导电石墨粉,导电炭黑选用现有市售的Super P炭黑,导电石墨粉选用现有市售的KS-6石墨粉;然后,往上述的去离子水中依次添加上述的羧甲基纤维素、导电剂、石墨和丁苯橡胶,并进行搅拌,得到负极浆料,备用。
(4)将上述的正极浆料涂布在铝箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到正极片;其中,铝箔的规格尺寸为390×0.020±0.001mm,单位面积的重量为54±2.0g/m2,铝箔的双面均需用正极浆料涂布,铝箔每面的单位面积涂布量为140g/m2;该步骤烘烤处理的温度为105℃,时间为12h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,当温度达到100℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束;单个正极片的重量控制在6.2~6.4g。
(5)将上述的负极浆料涂布在铜箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到负极片;其中,铜箔的规格尺寸为400×0.012±0.001mm,单位面积的重量为106g/m2,铜箔的双面均需用负极浆料涂布,铜箔每面的单位面积涂布量为65g/m2;该步骤烘烤处理的温度为105℃,时间为12h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,当温度达到100℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束;单个负极片的重量控制在4.7~4.9g。
(6)将上述的正极片、负极片与隔膜叠成电芯,并对电芯依次进行热压、整形和烘烤处理;其中,隔膜可选用现有市售的无纺布隔膜,其规格为330×27mm(需对折),单个电芯的正极片数量为97片,负极片数量为98片,厚度控制在31~33.5mm;电芯热压处理的温度为60℃,压力为2MPa,时间为20s;电芯烘烤处理的温度为90℃,时间为24h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,温度达到85℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束。
(7)往烘烤处理后的电芯注入370g上述的电解液后,再依次进行化成、老化和封口处理,即可得到所述的磷酸铁锂电池;其中,注液后需用胶带将注液孔封牢,并将电池表面电解液擦干净;化成处理的工艺参数可采用现有技术,其过程中需使用夹具将电芯夹牢,化成后需及时将电池表面擦拭干净;老化处理的温度25℃,时间为48h。
实施例3
该实施例提供了一种电解液、包含有该电解液的磷酸铁锂电池以以及该磷酸铁锂电池的制备方法,具体的,该磷酸铁锂电池的制备方法包括以下步骤:
(1)按照质量分数计,称取以下组分:碳酸乙烯脂33.4%、碳酸甲乙酯30%、碳酸二甲酯18%、碳酸丙烯酯4%、六氟磷酸锂12%、丙磺酸内酯0.8%、碳酸亚乙烯酯1.5%、二氟草酸硼酸锂0.3%;将这些称取好的组分混合均匀,即可得到电解液,备用。
(2)先称取磷酸铁锂55kg、聚偏氟乙烯1kg、导电剂1kg、N-甲基吡咯烷酮50kg,备用;需要说明的是,上述磷酸铁锂在称取前需要先在180℃的温度下烘烤4h,上述聚偏氟乙烯在称取前需要先在105℃的温度下烘烤3h,上述导电剂在称取前需要先在120℃的温度下烘烤4h,其中,导电剂包括0.7kg导电炭黑和0.3kg导电石墨粉,导电炭黑选用现有市售的Super P炭黑,导电石墨粉选用现有市售的KS-6石墨粉;然后,往上述的N-甲基吡咯烷酮中依次添加上述的聚偏氟乙烯、导电剂和磷酸铁锂,并进行搅拌,得到正极浆料,备用。
(3)先称取石墨28kg、羧甲基纤维素0.4kg、导电剂0.3kg、丁苯橡胶1kg、去离子水40kg,备用;需要说明的是,导电剂包括0.2kg导电炭黑和0.1kg导电石墨粉,导电炭黑选用现有市售的Super P炭黑,导电石墨粉选用现有市售的KS-6石墨粉;然后,往上述的去离子水中依次添加上述的羧甲基纤维素、导电剂、石墨和丁苯橡胶,并进行搅拌,得到负极浆料,备用。
(4)将上述的正极浆料涂布在铝箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到正极片;其中,铝箔的规格尺寸为390×0.020±0.001mm,单位面积的重量为54±2.0g/m2,铝箔的双面均需用正极浆料涂布,铝箔每面的单位面积涂布量为135g/m2;该步骤烘烤处理的温度为100℃,时间为12h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,当温度达到100℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束;单个正极片的重量控制在6.2~6.4g。
(5)将上述的负极浆料涂布在铜箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到负极片;其中,铜箔的规格尺寸为400×0.012±0.001mm,单位面积的重量为100g/m2,铜箔的双面均需用负极浆料涂布,铜箔每面的单位面积涂布量为62g/m2;该步骤烘烤处理的温度为100℃,时间为12h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,当温度达到100℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束;单个负极片的重量控制在4.7~4.9g。
(6)将上述的正极片、负极片与隔膜叠成电芯,并对电芯依次进行热压、整形和烘烤处理;其中,隔膜可选用现有市售的无纺布隔膜,其规格为330×27mm(需对折),单个电芯的正极片数量为97片,负极片数量为98片,厚度控制在31~33.5mm;电芯热压处理的温度为60℃,压力为2MPa,时间为20s;电芯烘烤处理的温度为85℃,时间为24h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,温度达到85℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束。
(7)往烘烤处理后的电芯注入365g上述的电解液后,再依次进行化成、老化和封口处理,即可得到所述的磷酸铁锂电池;其中,注液后需用胶带将注液孔封牢,并将电池表面电解液擦干净;化成处理的工艺参数可采用现有技术,其过程中需使用夹具将电芯夹牢,化成后需及时将电池表面擦拭干净;老化处理的温度25℃,时间为48h。
实施例4
该实施例提供了一种电解液、包含有该电解液的磷酸铁锂电池以以及该磷酸铁锂电池的制备方法,具体的,该磷酸铁锂电池的制备方法包括以下步骤:
(1)按照质量分数计,称取以下组分:碳酸乙烯脂27.6%、碳酸甲乙酯25%、碳酸二甲酯22%、碳酸丙烯酯6%、六氟磷酸锂15%、丙磺酸内酯1.2%、碳酸亚乙烯酯2.5%、二氟草酸硼酸锂0.7%;将这些称取好的组分混合均匀,即可得到电解液,备用。
(2)先称取磷酸铁锂45kg、聚偏氟乙烯3kg、导电剂2kg、N-甲基吡咯烷酮42kg,备用;需要说明的是,上述磷酸铁锂在称取前需要先在180℃的温度下烘烤4h,上述聚偏氟乙烯在称取前需要先在105℃的温度下烘烤3h,上述导电剂在称取前需要先在120℃的温度下烘烤4h,其中,导电剂包括1.5kg导电炭黑和0.5kg导电石墨粉,导电炭黑选用现有市售的Super P炭黑,导电石墨粉选用现有市售的KS-6石墨粉;然后,往上述的N-甲基吡咯烷酮中依次添加上述的聚偏氟乙烯、导电剂和磷酸铁锂,并进行搅拌,得到正极浆料,备用。
(3)先称取石墨24kg、羧甲基纤维素0.6kg、导电剂0.5kg、丁苯橡胶2kg、去离子水40kg,备用;需要说明的是,导电剂包括0.3kg导电炭黑和0.2kg导电石墨粉,导电炭黑选用现有市售的Super P炭黑,导电石墨粉选用现有市售的KS-6石墨粉;然后,往上述的去离子水中依次添加上述的羧甲基纤维素、导电剂、石墨和丁苯橡胶,并进行搅拌,得到负极浆料,备用。
(4)将上述的正极浆料涂布在铝箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到正极片;其中,铝箔的规格尺寸为390×0.020±0.001mm,单位面积的重量为54±2.0g/m2,铝箔的双面均需用正极浆料涂布,铝箔每面的单位面积涂布量为135g/m2;该步骤烘烤处理的温度为100℃,时间为12h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,当温度达到100℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束;单个正极片的重量控制在6.2~6.4g。
(5)将上述的负极浆料涂布在铜箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到负极片;其中,铜箔的规格尺寸为400×0.012±0.001mm,单位面积的重量为100g/m2,铜箔的双面均需用负极浆料涂布,铜箔每面的单位面积涂布量为62g/m2;该步骤烘烤处理的温度为100℃,时间为12h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,当温度达到100℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束;单个负极片的重量控制在4.7~4.9g。
(6)将上述的正极片、负极片与隔膜叠成电芯,并对电芯依次进行热压、整形和烘烤处理;其中,隔膜可选用现有市售的无纺布隔膜,其规格为330×27mm(需对折),单个电芯的正极片数量为97片,负极片数量为98片,厚度控制在31~33.5mm;电芯热压处理的温度为60℃,压力为2MPa,时间为20s;电芯烘烤处理的温度为85℃,时间为24h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,温度达到85℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束。
(7)往烘烤处理后的电芯注入365g上述的电解液后,再依次进行化成、老化和封口处理,即可得到所述的磷酸铁锂电池;其中,注液后需用胶带将注液孔封牢,并将电池表面电解液擦干净;化成处理的工艺参数可采用现有技术,其过程中需使用夹具将电芯夹牢,化成后需及时将电池表面擦拭干净;老化处理的温度25℃,时间为48h。
实施例5
该实施例提供了一种电解液、包含有该电解液的磷酸铁锂电池以以及该磷酸铁锂电池的制备方法,具体的,该磷酸铁锂电池的制备方法包括以下步骤:
(1)按照质量分数计,称取以下组分:碳酸乙烯脂29%、碳酸甲乙酯28.4%、碳酸二甲酯20%、碳酸丙烯酯5.6%、六氟磷酸锂13.5%、丙磺酸内酯1%、碳酸亚乙烯酯2%、二氟草酸硼酸锂0.5%;将这些称取好的组分混合均匀,即可得到电解液,备用。
(2)先称取磷酸铁锂52.3kg、聚偏氟乙烯2.25kg、导电剂1.8kg、N-甲基吡咯烷酮44kg,备用;需要说明的是,上述磷酸铁锂在称取前需要先在180℃的温度下烘烤4h,上述聚偏氟乙烯在称取前需要先在105℃的温度下烘烤3h,上述导电剂在称取前需要先在120℃的温度下烘烤4h,其中,导电剂包括1.4kg导电炭黑和0.4kg导电石墨粉,导电炭黑选用现有市售的Super P炭黑,导电石墨粉选用现有市售的KS-6石墨粉;然后,往上述的N-甲基吡咯烷酮中依次添加上述的聚偏氟乙烯、导电剂和磷酸铁锂,并进行搅拌,得到正极浆料,备用;需要说明的是,该步骤得到正极浆料可以用于100只磷酸铁锂电池的生产。
(3)先称取石墨26.1kg、羧甲基纤维素0.5kg、导电剂0.42kg、丁苯橡胶1.4kg、去离子水42.7kg,备用;需要说明的是,导电剂包括0.14kg导电炭黑和0.28kg导电石墨粉,导电炭黑选用现有市售的Super P炭黑,导电石墨粉选用现有市售的KS-6石墨粉;然后,往上述的去离子水中依次添加上述的羧甲基纤维素、导电剂、石墨和丁苯橡胶,并进行搅拌,得到负极浆料,备用;需要说明的是,该步骤得到负极浆料可以用于100只磷酸铁锂电池的生产。
(4)将上述的正极浆料涂布在铝箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到正极片;其中,铝箔的规格尺寸为390×0.020±0.001mm,单位面积的重量为54±2.0g/m2,铝箔的双面均需用正极浆料涂布,铝箔每面的单位面积涂布量为135g/m2;该步骤烘烤处理的温度为100℃,时间为12h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,当温度达到100℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束;单个正极片的重量控制在6.2~6.4g。
(5)将上述的负极浆料涂布在铜箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到负极片;其中,铜箔的规格尺寸为400×0.012±0.001mm,单位面积的重量为100g/m2,铜箔的双面均需用负极浆料涂布,铜箔每面的单位面积涂布量为62g/m2;该步骤烘烤处理的温度为100℃,时间为12h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,当温度达到100℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束;单个负极片的重量控制在4.7~4.9g。
(6)将上述的正极片、负极片与隔膜叠成电芯,并对电芯依次进行热压、整形和烘烤处理;其中,隔膜可选用现有市售的无纺布隔膜,其规格为330×27mm(需对折),单个电芯的正极片数量为97片,负极片数量为98片,厚度控制在31~33.5mm;电芯热压处理的温度为60℃,压力为2MPa,时间为20s;电芯烘烤处理的温度为85℃,时间为24h,烘烤的真空度为0.086MPa,具体的,开始烘烤时,温度达到85℃后,开始计时,每30min换1次氮气,连续换气2次,之后每2h换气1次,直至烘烤结束。
(7)往烘烤处理后的电芯注入365g上述的电解液后,再依次进行化成、老化和封口处理,即可得到所述的磷酸铁锂电池;其中,注液后需用胶带将注液孔封牢,并将电池表面电解液擦干净;化成处理的工艺参数可采用现有技术,其过程中需使用夹具将电芯夹牢,化成后需及时将电池表面擦拭干净;老化处理的温度25℃,时间为48h。
将上述实施例5得到的电解液按照行业标准进行各项指标检测,检测结果如下表1。
表1
另外,将上述实施例5制得的磷酸铁锂电池在常温环境下充满电,然后在常温环境下进行放电,其放电曲线如附图1所示,其放电容量为61.437A·h;另外,将上述实施例5制得的磷酸铁锂电池在常温环境下充满电,然后在零下40℃的环境下搁置24小时后,再进行放电,其放电曲线如附图2所示,其放电容量为60.136A·h;经计算,实施例5制得的磷酸铁锂电池在零下40℃的环境下的放电效率高达97.88%。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种电解液,其特征在于,包括以下按照质量分数计的组分:碳酸乙烯脂24%~35.4%、碳酸甲乙酯20%~35%、碳酸二甲酯15%~25%、碳酸丙烯酯3%~7%、六氟磷酸锂10%~18%、丙磺酸内酯0.5%~2%、碳酸亚乙烯酯1%~3%、二氟草酸硼酸锂0.1%~1%,各组分的质量分数总和为100%。
2.根据权利要求1所述的一种电解液,其特征在于,所述的电解液包括以下按照质量分数计的组分:碳酸乙烯脂27.6%~33.4%、碳酸甲乙酯25%~30%、碳酸二甲酯18%~22%、碳酸丙烯酯4%~6%、六氟磷酸锂12%~15%、丙磺酸内酯0.8%~1.2%、碳酸亚乙烯酯1.5%~2.5%、二氟草酸硼酸锂0.3%~0.7%,各组分的质量分数总和为100%。
3.根据权利要求2所述的一种电解液,其特征在于,所述的电解液包括以下按照质量分数计的组分:碳酸乙烯脂29%、碳酸甲乙酯28.4%、碳酸二甲酯20%、碳酸丙烯酯5.6%、六氟磷酸锂13.5%、丙磺酸内酯1%、碳酸亚乙烯酯2%、二氟草酸硼酸锂0.5%。
4.一种包含如权利要求1~3中任一项所述的电解液的磷酸铁锂电池。
5.一种如权利要求4所述的磷酸铁锂电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
按照上述各组分的质量分数称取碳酸乙烯脂、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸锂、丙磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯和二氟草酸硼酸锂组分,并将各组分混合在一起,得到电解液,备用;
按照重量份计,称取以下组分:磷酸铁锂40~60份、聚偏氟乙烯0.5~4份、导电剂0.5~4份、N-甲基吡咯烷酮40~60份,备用;往上述的N-甲基吡咯烷酮中依次添加上述的聚偏氟乙烯、导电剂和磷酸铁锂,并进行搅拌,得到正极浆料,备用;
按照重量份计,称取以下组分:石墨20~30份、羧甲基纤维素0.1~1份、导电剂0.1~1份、丁苯橡胶0.5~3份、去离子水15~45份,备用;往上述的去离子水中依次添加上述的羧甲基纤维素、导电剂、石墨和丁苯橡胶,并进行搅拌,得到负极浆料,备用;
将上述的正极浆料涂布在铝箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到正极片;
将上述的负极浆料涂布在铜箔上,并依次进行辊压、模切和烘烤处理,得到负极片;
将上述的正极片、负极片与隔膜叠成电芯,并对电芯依次进行热压、整形和烘烤处理;
往烘烤处理后的电芯注入上述的电解液后,再依次进行化成、老化和封口处理,得到所述的磷酸铁锂电池。
6.根据权利要求5所述的一种磷酸铁锂电池的制备方法,其特征在于,所述的步骤中,按照重量份计,称取以下组分:磷酸铁锂45~55份、聚偏氟乙烯1~3份、导电剂1~2份、N-甲基吡咯烷酮42~50份,备用;往上述的N-甲基吡咯烷酮中依次添加上述的聚偏氟乙烯、导电剂和磷酸铁锂,并进行搅拌,得到正极浆料。
7.根据权利要求5所述的一种磷酸铁锂电池的制备方法,其特征在于,所述的步骤中,按照重量份计,称取以下组分:石墨24~28份、羧甲基纤维素0.4~0.6份、导电剂0.3~0.5份、丁苯橡胶1~2份、去离子水40~45份,备用;往上述的去离子水中依次添加上述的羧甲基纤维素、导电剂、石墨和丁苯橡胶,并进行搅拌,得到负极浆料。
8.根据权利要求5所述的一种磷酸铁锂电池的制备方法,其特征在于,所述的步骤中,铝箔每面的单位面积涂布量为130~140g/m2。
9.根据权利要求5所述的一种磷酸铁锂电池的制备方法,其特征在于,所述的步骤中,铜箔每面的单位面积涂布量为60~65g/m2。
10.根据权利要求5所述的一种磷酸铁锂电池的制备方法,其特征在于,所述的步骤中,电芯烘烤处理的温度为80~90℃。
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