CN102208686B - 采用双网络纳米体磷酸铁锂为正极的动力电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了采用双网络纳米碳磷酸铁锂为正极的动力电池，在去离子水中加入硝酸锂、硝酸铁、磷酸、丙烯酰胺、N，N′-亚甲基双丙烯酰胺80℃搅拌5h得到凝胶，凝胶500-800℃干燥制得双网络纳米碳LiFePO4粉体；在磷酸铁锂中加入双网络纳米碳LiFePO4粉体、粘结剂、导电剂制成正极浆料；正极浆料使用涂布机涂布极片，对涂布好的极片辊压、裁切，得正极片；已经裁切好的正极片和负极片用隔膜分开后用卷绕模具卷绕，形成卷芯；卷芯套装入电池壳体，经封装、烘烤、加注电解液、封口、制成二次电池。本发明采用双网络纳米碳磷酸铁锂为正极，提高动力电池循环性，导电性能良好，电池内阻低。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池，具体涉及一种采用双网络纳米体磷酸铁锂为正极的动力电池，属于二次电池领域。
背景技术
众所周知，在电池充放电过程中，电池的内阻本身要消耗电能转换为热能，如果电池内阻高，在同样的充放电电流下，将产生更多的热量，造成更多的能量损耗，同时造成不安全因素。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种采用双网络纳米体磷酸铁锂为正极的动力电池，采用双网络纳米体磷酸铁锂作为正极材料制作动力电池，降低电池内阻，提高电池大电流充放电的能力，符合电动汽车、储能电源等对动力电池的要求。
本发明的技术解决方案是：采用双网络纳米体磷酸铁锂作为正极材料制作动力电池，动力电池的制作包括以下步骤：
（1）在去离子水中加入硝酸锂、硝酸铁、磷酸、丙烯酰胺、N，N′- 亚甲基双丙烯酰胺80℃搅拌5h得到凝胶，凝胶500-800℃干燥制得网络纳米碳LiFePO4粉体；其中硝酸锂、硝酸铁、磷酸中Li:Fe:P的原子比为1：1：1，丙烯酰胺与N，N′- 亚甲基双丙烯酰胺的质量比为5:1，丙烯酰胺与硝酸锂的质量比为1:1至5:1之间；
（2）制作二次电池：首先，在磷酸铁锂中加入网络纳米碳LiFePO4粉体、粘结剂、导电剂经高速分散设备进行分散制成正极浆料，根据实际需要保证其中90%-95%为磷酸铁锂，其余为粘结剂、导电剂和网络纳米碳LiFePO4粉体；其次，将正极浆料使用涂布机涂布极片，对涂布好的极片进行辊压、裁切，得正极片；然后，将已经裁切好的正极片和负极片用隔膜分开后用卷绕模具进行卷绕，形成卷芯；最后，卷芯套装入电池壳体内，经封装、烘烤、加注电解液、封口、制成二次电池。
本发明采用自生网络碳技术和碳纳米管修饰正极材料，提高了磷酸铁锂动力电池循环性，电池具有良好导电性，电池内阻低。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。
实施例1：采用双网络纳米体磷酸铁锂作为正极材料制作动力电池，动力电池的制作包括以下步骤：
（1）把硝酸锂，硝酸锂和硝酸铁溶解在去离子水中，配成0.2mol/L的溶液，其中硝酸锂10g，硝酸锂、硝酸铁、磷酸中Li:Fe:P的原子比为1：1：1，在此溶液中加入丙烯酰胺和N，N′- 亚甲基双丙烯酰胺，其中丙烯酰胺10g， N，N′- 亚甲基双丙烯酰胺的质量为2g，80℃搅拌5h得到凝胶，凝胶在500℃干燥制得网络纳米碳LiFePO4粉体；
（2）正极片：在磷酸铁锂中加入网络纳米碳LiFePO4粉体、粘结剂、导电剂经高速分散设备进行分散制成正极浆料，其中90%的磷酸铁锂、7%粘结剂、2%导电剂和1%网络纳米碳LiFePO4粉体，将正极浆料使用涂布机涂布极片，对涂布好的极片进行辊压、裁切，得正极片；
（3）准备工序：将辊压后的极片分切成工艺要求尺寸，将隔膜裁切成工艺要求尺寸，准备好电池壳体、极耳等辅材；以软包9880145F8.0Ah电池为例：正极片固含量54%，基体为铝箔，正极片的长度1178.5mm、宽度132mm、厚度132±3mm、面密度135±2.5g/m2；负极片物质为93.5%的石墨、4%的粘结剂和2.5%的导电剂，固含量53.6%，基体为铜箔，负极片的长度1265.5mm、宽度134mm、厚度86±3mm、面密度56±2g/m2；隔膜：长度2740±3mm，宽度138±0.2mm，厚度0.030±0.003mm；电池壳体成型尺寸：139.0±0.5mm×78.0±0.5mm×5.0±0.1/5.0±0.1mm；卷针尺寸：宽度70.0±0.1mm，厚度2.0mm；电解液：JH906，添加量是51.0±0.5g；
（4）卷芯制备：将隔膜绕过卷绕模具，按照隔膜/正极/隔膜/负极的顺序放置正负极片和隔膜，且保证正极与负极正对，启动卷绕电机开始卷绕成卷芯；
（5）制作二次电池：卷芯套装入电池壳体内，经封装、烘烤、加注电解液、封口、制成二次电池。
实施例2：采用双网络纳米体磷酸铁锂作为正极材料制作动力电池，动力电池的制作包括以下步骤：
（1）把硝酸锂，硝酸锂和硝酸铁溶解在去离子水中，配成0.2mol/L的溶液，其中硝酸锂6g，硝酸锂、硝酸铁、磷酸中Li:Fe:P的原子比为1：1：1，在此溶液中加入丙烯酰胺和N，N′- 亚甲基双丙烯酰胺，其中丙烯酰胺10g， N，N′- 亚甲基双丙烯酰胺的质量为2g，80℃搅拌5h得到凝胶，凝胶在650℃干燥制得网络纳米碳LiFePO4粉体；
（2）正极片：在磷酸铁锂中加入网络纳米碳LiFePO4粉体、粘结剂、导电剂经高速分散设备进行分散制成正极浆料，其中92%的磷酸铁锂、5%粘结剂、2%导电剂和1%网络纳米碳LiFePO4粉体，将正极浆料使用涂布机涂布极片，对涂布好的极片进行辊压、裁切，得正极片；
（3）准备工序：将辊压后的极片分切成工艺要求尺寸，将隔膜裁切成工艺要求尺寸，准备好电池壳体、极耳等辅材；以软包9880145F8.0Ah电池为例：正极片固含量54%，基体为铝箔，正极片的长度1178.5mm、宽度132mm、厚度132±3mm、面密度135±2.5g/m2；负极片物质为93.5%的石墨、4%的粘结剂和2.5%的导电剂，固含量53.6%，基体为铜箔，负极片的长度1265.5mm、宽度134mm、厚度86±3mm、面密度56±2g/m2；隔膜：长度2740±3mm，宽度138±0.2mm，厚度0.030±0.003mm；电池壳体成型尺寸：139.0±0.5mm×78.0±0.5mm×5.0±0.1/5.0±0.1mm；卷针尺寸：宽度70.0±0.1mm，厚度2.0mm；电解液：JH906，添加量是51.0±0.5g；
（4）卷芯制备：将隔膜绕过卷绕模具，按照隔膜/正极/隔膜/负极的顺序放置正负极片和隔膜，且保证正极与负极正对，启动卷绕电机开始卷绕成卷芯；
（5）制作二次电池：卷芯套装入电池壳体内，经封装、烘烤、加注电解液、封口、制成二次电池。
实施例3：采用双网络纳米体磷酸铁锂作为正极材料制作动力电池，动力电池的制作包括以下步骤：
（1）把硝酸锂，硝酸锂和硝酸铁溶解在去离子水中，配成0.2mol/L的溶液，其中硝酸锂0.4g，硝酸锂、硝酸铁、磷酸中Li:Fe:P的原子比为1：1：1，在此溶液中加入丙烯酰胺和N，N′- 亚甲基双丙烯酰胺，其中丙烯酰胺10g， N，N′- 亚甲基双丙烯酰胺的质量为2g，80℃干燥5h得到凝胶，凝胶在800℃下制得网络纳米碳LiFePO4粉体；
（2）正极片：在磷酸铁锂中加入网络纳米碳LiFePO4粉体、粘结剂、导电剂经高速分散设备进行分散制成正极浆料，其中95%的磷酸铁锂、3%粘结剂、2%导电剂和1%网络纳米碳LiFePO4粉体，将正极浆料使用涂布机涂布极片，对涂布好的极片进行辊压、裁切，得正极片；
（3）准备工序：将辊压后的极片分切成工艺要求尺寸，将隔膜裁切成工艺要求尺寸，准备好电池壳体、极耳等辅材；以软包9880145F8.0Ah电池为例：正极片固含量54%，基体为铝箔，正极片的长度1178.5mm、宽度132mm、厚度132±3mm、面密度135±2.5g/m2；负极片物质为93.5%的石墨、4%的粘结剂和2.5%的导电剂，固含量53.6%，基体为铜箔，负极片的长度1265.5mm、宽度134mm、厚度86±3mm、面密度56±2g/m2；隔膜：长度2740±3mm，宽度138±0.2mm，厚度0.030±0.003mm；电池壳体成型尺寸：139.0±0.5mm×78.0±0.5mm×5.0±0.1/5.0±0.1mm；卷针尺寸：宽度70.0±0.1mm，厚度2.0mm；电解液：JH906，添加量是51.0±0.5g；
（4）卷芯制备：将隔膜绕过卷绕模具，按照隔膜/正极/隔膜/负极的顺序放置正负极片和隔膜，且保证正极与负极正对，启动卷绕电机开始卷绕成卷芯；
（5）制作二次电池：卷芯套装入电池壳体内，经封装、烘烤、加注电解液、封口、制成二次电池。
在表1中，电池1为双网络纳米体磷酸铁锂为正极的动力电池，电池2和电池3为常规电池；由表1可知，采用双网络纳米体磷酸铁锂为正极的动力电池，由于采用双网络纳米体磷酸铁锂为正极，双网络结构为电子在正负极间的迁移提供了足够的通道，传质阻力减小，电化学反应的速率加快，减缓了电池自身极化过程，提高其循环寿命。
表1
Claims (1)
1.一种动力电池的制作方法，其特征在于：该制作方法包括以下步骤：
（1）在去离子水中加入硝酸锂、硝酸铁、磷酸、丙烯酰胺、N，N′- 亚甲基双丙烯酰胺80℃搅拌5h得到凝胶，凝胶500-800℃干燥制得网络纳米碳LiFePO4粉体；其中硝酸锂、硝酸铁、磷酸中Li:Fe:P的原子比为1：1：1，丙烯酰胺与N，N′- 亚甲基双丙烯酰胺的质量比为5:1，丙烯酰胺与硝酸锂的质量比为1:1至5:1之间；
（2）制作二次电池：首先，在磷酸铁锂中加入网络纳米碳LiFePO4粉体、粘结剂、导电剂经高速分散设备进行分散制成正极浆料，其中90%-95%为磷酸铁锂，其余为粘结剂、导电剂和网络纳米碳LiFePO4粉体；其次，将正极浆料使用涂布机涂布极片，对涂布好的极片进行辊压、裁切，得正极片；然后，将已经裁切好的正极片和负极片用隔膜分开后用卷绕模具进行卷绕，形成卷芯；最后，卷芯套装入电池壳体内，经封装、烘烤、加注电解液、封口、制成二次电池。
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