CN101335366A - 磷酸铁锂高倍率聚合物电池 - Google Patents
磷酸铁锂高倍率聚合物电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101335366A CN101335366A CNA2008100296927A CN200810029692A CN101335366A CN 101335366 A CN101335366 A CN 101335366A CN A2008100296927 A CNA2008100296927 A CN A2008100296927A CN 200810029692 A CN200810029692 A CN 200810029692A CN 101335366 A CN101335366 A CN 101335366A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- iron phosphate
- lithium iron
- polymer battery
- positive electrode
- adopts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 27
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 26
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims abstract description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 3
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims 4
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 abstract 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 5
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 3
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池，包括铝塑膜和电芯，电芯包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液，正极材料包括正极活性物质、导电剂、粘结剂以及正极集流体，正极材料采用磷酸铁锂材料，负极材料包括负极活性物质、导电剂、浆料以及负极集流体，其特征在于：电解液采用凝胶电解液，正极材料、负极材料、隔膜在注入凝胶电解液后通过加热方式进行聚合物凝胶。此磷酸铁锂高倍率聚合物电池具有更佳安全性、倍率性、循环性。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池，尤其是指一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池。
背景技术
现有锂离子电池的正极材料大部分为钴酸锂材料，采用纯钴酸锂的电池安全性能不高，为提高安全性能，即使是加入电解液添加剂及烘烤隔膜等，也只能在填充密度很小的前提下实施；且纯钴酸锂电池在使用过程中也容易局部析锂，导致循环衰减快，在大电流放电过程中，由于材料粒度的问题以及材料本身特性，造成在放电过程中电化学极化大，同时，由于电池内部无液态电解质的存在，造成Li+在凝胶电解质中迁移速度缓慢、浓度差极化大，电池大电流放电温度高，电池长期在次环境中工作，造成电池循环寿命短，并且，由于钴酸锂材料热稳定性差，存在安全隐患。
发明内容
为解决现有锂离子电池存在之缺陷，本发明的目的在于提供一种具有更佳安全性、倍率性、循环性的磷酸铁锂高倍率聚合物电池。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池，包括铝塑膜和电芯，电芯包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液，正极材料包括正极活性物质、导电剂、粘结剂以及正极集流体，正极材料采用磷酸铁锂材料，负极材料包括负极活性物质、导电剂、浆料以及负极集流体，其特征在于：电解液采用凝胶电解液，正极材料、负极材料、隔膜在注入凝胶电解液后通过加热方式进行聚合物凝胶。
所述的正极材料中，正极活性物质采用粒度为D503～6μm的磷酸铁锂材料，导电剂选择导电炭黑、超级导电碳黑(SP)、纳米超长碳纤维(VGCF)、鳞片石墨(KS6)、鳞片石墨(S-0)中的一种、两种或两种以上，粘结剂采用聚偏氟乙烯(PVDF)，正极集流体优选采用厚度为16～30μm的铝箔。
所述的负极材料中，负极活性物质选用人造石墨、天然石墨、中间相碳微球(MCMB)和硬碳材料中的任意一种、两种或两种以上，导电剂选择导电炭黑、超级导电碳黑(SP)和纳米超长碳纤维(VGCF)中的任意一种、两种或两种以上，浆料采用水性或者油性体系浆料，负极集流体采用厚度为15～25μm的压延铜箔。
所述的隔膜采用厚度为12μm～30μm单层PE或者三层PE-PP-PE(聚乙烯-聚丙烯-聚乙烯)隔膜。
所述的凝胶电解液采用60～120℃，压力500Kpa～2500Kpa，时间2～60min进行热引发的方式凝胶。
本发明的有益效果为：本发明在正极材料使用磷酸铁锂的情况下，采用正极材料、负极材料及隔膜在注入凝胶电解液后通过加热方式进行聚合物凝胶的方式，使制成的电池电芯内部没有液态电解液存在，电解液是以凝胶形式存在，如此制作的高倍率放电聚合物电池，能够使电池在10C条件下工作，本发明的高倍率放电聚合物磷酸铁锂电池能满足10C/1C≥90％，1C充10C放持续循环500周容量保持率≥85％，具备高安全性、倍率性以及循环性的优点。
附图说明
图1为本发明磷酸铁锂高倍率聚合物电池的充电性能参数表；
图2为本发明磷酸铁锂高倍率聚合物电池的倍率性能参数表；
图3为本发明磷酸铁锂高倍率聚合物电池的循环性能参数表；
图4为本发明的外观结构示意图；
图5为本发明的内部结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图4、图5所示，本发明所述的磷酸铁锂高倍率聚合物电池，包括铝塑膜1和电芯2，电芯2包括正极材料21、负极材料22、隔膜23、凝胶电解液。正极材料21包括正极活性物质、导电剂、粘结剂以及正极集流体，正极活性物质采用粒度为D50 3～6μm磷酸铁锂材料，导电剂选择导电炭黑，粘结剂采用聚偏氟乙烯(PVDF)，正极集流体采用厚度为16～30μm的铝箔。负极材料22包括负极活性物质、导电剂、浆料、负极集流体。负极活性物质选用人造石墨，导电剂选择导电炭黑，浆料采用水性体系浆料，负极集流体优选采用厚度为15～25μm的压延铜箔。隔膜23采用厚度为12～30μm单层PE隔膜。凝胶电解液采用60～120℃，压力500Kpa～2500Kpa，时间2～60min进行热引发的方式凝胶，本发明采用将正极材料、负极材料、隔膜在注入凝胶电解液后通过加热方式进行聚合物凝胶的方法制备高倍率放电聚合物电池。
实施例2～3
结构及制造方法同实施例1，区别在于正极导电剂选择导电炭黑+超级导电碳黑(SP)。
实施例4～5
结构及制造方法同实施例1，区别在于负极活性物质分别选择人造石墨+中间相碳微球(MCMB)、天然石墨+中间相碳微球(MCMB)+硬碳材料；负极导电剂分别选择导电炭黑+超级导电碳黑(SP)、导电炭黑+超级导电碳黑(SP)+纳米超长碳纤维(VGCF)。
实施例6～7
结构及制造方法分别同实施例4～6，区别在于浆料采用油性体系浆料。
实施例8
结构及制造方法分别同实施例1，区别在于隔膜采用厚度为12～30μm的三层PE-PP-PE(聚乙烯-聚丙烯-聚乙烯)隔膜。
根据实施例1～8制备的本发明的高倍率放电聚合物电池，其性能参照图1～3所示，能够使电池在10C条件下工作，本发明的高倍率放电聚合物磷酸铁锂电池能满足10C/1C≥90％，1C充10C放持续循环500周容量保持率≥85％，具备高安全性、倍率性以及循环性的优点。
Claims (10)
1、一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池，包括铝塑膜和电芯，电芯包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液，正极材料包括正极活性物质、导电剂、粘结剂以及正极集流体，正极材料采用磷酸铁锂材料，负极材料包括负极活性物质、导电剂、浆料以及负极集流体，其特征在于：电解液采用凝胶电解液，正极材料、负极材料、隔膜在注入凝胶电解液后通过加热方式进行聚合物凝胶。
2、如权利要求1所述的一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池，其特征在于：所述的正极活性物质采用粒度为D503～6μm的磷酸铁锂材料。
3、如权利要求1所述的一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池，其特征在于：所述的正极材料中，导电剂选择导电炭黑、超级导电碳黑、纳米超长碳纤维、鳞片石墨、鳞片石墨中的一种、两种或两种以上。
4、如权利要求1所述的一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池，其特征在于：所述的正极材料中，粘结剂采用聚偏氟乙烯。
5、如权利要求1所述的一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池，其特征在于：正极集流体采用厚度为16～30μm的铝箔。
6、如权利要求1所述的一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池，其特征在于：所述的负极活性物质选用人造石墨、天然石墨、中间相碳微球和硬碳材料中的任意一种、两种或两种以上。
7、如权利要求1所述的一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池，其特征在于：所述的负极材料中，导电剂选择导电炭黑、超级导电碳黑、纳米超长碳纤维中的任意一种、两种或两种以上；所述浆料采用水性或者油性体系浆料。
8、如权利要求1所述的一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池，其特征在于：所述的负极集流体采用厚度为15～25μm的压延铜箔。
9、如权利要求1所述的一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池，其特征在于：所述的隔膜采用厚度为12μm～30μm单层PE或者三层PE-PP-PE隔膜。
10、如权利要求1所述的一种磷酸铁锂高倍率聚合物电池，其特征在于：所述的凝胶电解液采用60～120℃，压力500Kpa～2500Kpa，时间2～60min进行热引发的方式凝胶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100296927A CN101335366A (zh) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | 磷酸铁锂高倍率聚合物电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2008100296927A CN101335366A (zh) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | 磷酸铁锂高倍率聚合物电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101335366A true CN101335366A (zh) | 2008-12-31 |
Family
ID=40197767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2008100296927A Pending CN101335366A (zh) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | 磷酸铁锂高倍率聚合物电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101335366A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101651236B (zh) * | 2009-08-31 | 2011-07-06 | 杭州万马高能量电池有限公司 | 可快充的超高倍率磷酸铁锂聚合物锂离子电池及制备方法 |
| CN102195079A (zh) * | 2010-03-12 | 2011-09-21 | 江苏海四达电源股份有限公司 | 一种大容量高功率磷酸亚铁锂动力电池及其制造方法 |
| CN102299365A (zh) * | 2011-07-04 | 2011-12-28 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种防止过放电的锂离子电池及其电池组 |
| CN103021671A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-04-03 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 锂离子电池电容器 |
| CN103682413A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-03-26 | 山东精工电子科技有限公司 | 一种高倍率、长循环寿命磷酸铁锂电池及其制备方法 |
-
2008
- 2008-07-23 CN CNA2008100296927A patent/CN101335366A/zh active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101651236B (zh) * | 2009-08-31 | 2011-07-06 | 杭州万马高能量电池有限公司 | 可快充的超高倍率磷酸铁锂聚合物锂离子电池及制备方法 |
| CN102195079A (zh) * | 2010-03-12 | 2011-09-21 | 江苏海四达电源股份有限公司 | 一种大容量高功率磷酸亚铁锂动力电池及其制造方法 |
| CN102195079B (zh) * | 2010-03-12 | 2015-03-04 | 江苏海四达电源股份有限公司 | 一种大容量高功率磷酸亚铁锂动力电池及其制造方法 |
| CN102299365A (zh) * | 2011-07-04 | 2011-12-28 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种防止过放电的锂离子电池及其电池组 |
| CN102299365B (zh) * | 2011-07-04 | 2017-02-15 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种防止过放电的锂离子电池及其电池组 |
| CN103021671A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-04-03 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 锂离子电池电容器 |
| CN103682413A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-03-26 | 山东精工电子科技有限公司 | 一种高倍率、长循环寿命磷酸铁锂电池及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101826634B (zh) | 一种锂离子电池及其制作方法 | |
| CN104008893B (zh) | 锂离子混合型电容器的制备方法及其锂离子混合型电容器 | |
| CN103401030B (zh) | 一种水系可充镁或锌离子电容电池 | |
| CN110660965A (zh) | 负极片及其制备方法和锂离子电池及其制备方法和应用 | |
| CN104347880A (zh) | 可快充的锂离子电池 | |
| CN101409369A (zh) | 大容量高功率聚合物磷酸铁锂动力电池及其制备方法 | |
| CN104659366A (zh) | 一种动力锂离子电池负极材料的制备方法 | |
| CN102694200A (zh) | 一种硅基负极锂离子电池及其制造方法 | |
| CN103682417A (zh) | 一种凝胶聚合物储能锂离子电池及其制备方法 | |
| CN101221853A (zh) | 一种半固态或全固态水系超级电容器 | |
| CN104795559A (zh) | 一种高能量密度的锂离子动力电池 | |
| CN103456994A (zh) | 一种凝胶电解液锂离子电池的制作方法 | |
| CN102013469A (zh) | 锂离子二次电池及其正极极片 | |
| WO2018059180A1 (zh) | 一种高功率高能量化学电源及其制备方法 | |
| CN106449126B (zh) | 一种采用第三电极对锂离子电容器的嵌锂方法 | |
| CN116314590A (zh) | 一种钠离子电池及其制备方法 | |
| CN103762335B (zh) | 钛酸锂电极片及锂离子电池 | |
| CN104733783A (zh) | 一种锂离子电池的制备方法 | |
| CN103050732B (zh) | 一种钛酸锂基化学电源 | |
| CN107731542B (zh) | 一种固态电池电容器 | |
| CN105914378A (zh) | 一种锂离子电池负极极片及其制备方法，锂离子电池 | |
| CN105161309A (zh) | 锂离子混合型电容器 | |
| CN107248451A (zh) | 一种高能量密度的锂离子电容器 | |
| CN112614703B (zh) | 一种离子电容器负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN115566255A (zh) | 一种二次电池及用电设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20081231 |