一种掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种锂电池，具体是一种掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池。
【背景技术】
[0002]锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的发明者是爱迪生。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。
[0003]随着工业的发达，能源消耗量的快速增长，污染也越来越严重，PM2.5成为了热门话题，越来越多的人们开始关注空气中污染物对健康的危害，“新能源汽车” “绿色交通”等字眼成为焦点，磷酸铁锂具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，成为了新一代锂离子电池的理想正极材料。磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。但磷酸铁锂本身导电性差，锂离子扩散慢造成电池高倍率充放电时，实际比容量低，充电速率慢，续航能力短等缺点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0006]—种掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池，所述磷酸铁锂电池的原料包括以磷酸铁锂、锰酸锂或磷酸锰铁锂为正极的活性材料和以石墨为负极的活性材料。
[0007]作为本发明进一步的方案:所述正极活性材料的克比容量为170?190mAh/g，首次效率为98.8?99.6% ,双面面密度为11?55mg/cm2，正极压实密度1.7?2.8g/cm2。
[0008]作为本发明再进一步的方案:所述石墨的克比容量为355?365mAh/g;负极压实密度为1.2?1.99g/cm2，负极面密度以对应的正极活性物质过量比为5%?30%计算其的面
FtFt也/又。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:安全性稳定，耐用性强，体积小，充电速率快，充电放电持久，续航能力长;通过提高振实密度来提高电能量;通过正极材料制作加入石墨烯开提高电能量;与同行业电池相比，同样体积的电池要耐用20%以上。
【具体实施方式】
[0010]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。
[0011]实施例一
[0012]本发明实施例中，一种掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池，以磷酸铁锂、锰酸锂或磷酸锰铁锂为正极活性材料，正极的克比容量为170mAh/g，首次效率为98.8%，双面面密度为1111^/0]12，正极压实密度1.78/0]12;以石墨为负极活性材料，石墨的克比容量为35511^11/^;负极压实密度为1.2g/cm2，且负极面密度以对应的正极活性物质过量比为5%计算其的面
FtFt也/又。
[0013]实施例二
[0014]本发明实施例中，一种掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池，以磷酸铁锂、锰酸锂或磷酸锰铁锂为正极活性材料，正极的克比容量为175mAh/g，首次效率为99 %，双面面密度为22mg/cm2，正极压实密度2g/cm2 ；以石墨为负极活性材料，石墨的克比容量为358mAh/g;负极压实密度为1.4g/cm2，且负极面密度以对应的正极活性物质过量比为11%计算其的面密度。
[0015]实施例三
[0016]本发明实施例中，一种掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池，以磷酸铁锂、锰酸锂或磷酸锰铁锂为正极活性材料，正极的克比容量为180mAh/g，首次效率为99.2%，双面面密度为33mg/cm2，正极压实密度2.25g/cm2;以石墨为负极活性材料，石墨的克比容量为360mAh/g;负极压实密度为1.6g/cm2，且负极面密度以对应的正极活性物质过量比为17.5%计算其的面密度。
[0017]实施例四
[0018]本发明实施例中，一种掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池，以磷酸铁锂、锰酸锂或磷酸锰铁锂为正极活性材料，正极的克比容量为185mAh/g，首次效率为99.4%,双面面密度为44mg/cm2，正极压实密度2.5g/cm2 ；以石墨为负极活性材料，石墨的克比容量为363mAh/g ；负极压实密度为1.8g/cm2，且负极面密度以对应的正极活性物质过量比为24%计算其的面
FtFt也/又。
[0019]实施例五
[0020]本发明实施例中，一种掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池，以磷酸铁锂、锰酸锂或磷酸锰铁锂为正极活性材料，正极的克比容量为190mAh/g，首次效率为99.6%,双面面密度为55mg/cm2，正极压实密度2.8g/cm2 ；以石墨为负极活性材料，石墨的克比容量为365mAh/g ；负极压实密度为1.99g/cm2，且负极面密度以对应的正极活性物质过量比为30%计算其的面密度。
[0021 ]本发明通过提高振实密度来提高电能量;通过正极材料制作加入石墨烯开提高电能量;与同行业电池相比，同样体积的电池要耐用20%以上。
[0022]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0023]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池，其特征在于，所述磷酸铁锂电池的原料包括以磷酸铁锂、锰酸锂或磷酸锰铁锂为正极的活性材料和以石墨为负极的活性材料。2.根据权利要求1所述的掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池，其特征在于，所述正极活性材料的克比容量为170?190mAh/g，首次效率为98.8?99.6 %，双面面密度为11?55mg/0112，正极压实密度1.7?2.88/0112。3.根据权利要求1所述的掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池，其特征在于，所述石墨的克比容量为355?365mAh/g;负极压实密度为1.2?1.99g/cm2，负极面密度以对应的正极活性物质过量比为5%?30%计算其的面密度。
【专利摘要】本发明公开了一种掺杂石墨烯的高能量磷酸铁锂电池，所述磷酸铁锂电池的原料包括以磷酸铁锂、锰酸锂或磷酸锰铁锂为正极的活性材料和以石墨为负极的活性材料。所述正极活性材料的克比容量为170～190mAh/g，首次效率为98.8～99.6％，双面面密度为11～55mg/cm2，正极压实密度1.7～2.8g/cm2。所述石墨的克比容量为355～365mAh/g；负极压实密度为1.2～1.99g/cm2，负极面密度以对应的正极活性物质过量比为5％～30％计算其的面密度。本发明的高能量磷酸铁锂电池安全性稳定，耐用性强，体积小，充电速率快，充电放电持久，续航能力长；通过提高振实密度来提高电能量；通过正极材料制作加入石墨烯开提高电能量；与同行业电池相比，同样体积的电池要耐用20％以上。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M4/62
【公开号】CN105552431
【申请号】CN201610145842
【发明人】刘巍
【申请人】深圳市恒丰伟志科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年3月15日