一种高安全长循环寿命的磷酸铁锂聚合物锂离子储能电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及聚合物锂离子电池，特别涉及一种高安全长循环寿命的磷酸铁锂聚合 物锂离子储能电池。
【背景技术】
[0002] 清洁能源产业具有绿色、环保、可持续发展等优异属性，是国家重点推进的新兴产 业，是中国经济转型的重要方向。新能源作为清洁能源的代表是第三次工业革命的重要支 柱，而圆柱(钢壳)锂离子电池的固有属性限制了其在大型电器设备、动力汽车上的应用，循 环寿命短限制了汽车的续航里程，增加了成本投资，限制了该产业的发展。本发明提出的磷 酸铁锂聚合物锂离子电池具有超长的循环寿命和良好的安全性能，保证安全的同时大大提 高了电动汽车的续航能力，为锂离子电池在电动汽车上的应用提供了技术保障。
【发明内容】
[0003] 本发明公开了一种高安全性长循环寿命的磷酸铁锂聚合物锂离子储能电池及其 制作方法，在于克服锂离子电池应用于电动汽车上的使用寿命短、安全性能差等缺点。
[0004] 为克服上述缺点，本发明采用以下技术方案： 一种高安全长循环寿命的磷酸铁锂聚合物锂离子储能电池，其特征在于，所述的正极 浆料的组分及重量百分比(wt%)为:9 3.8%的磷酸铁锂，2.0%的导电剂导电碳黑，1.0%的导电 剂导电石墨，3.2%的粘结剂聚偏氟乙烯;正极集流体采用铝箱。
[0005] -种高安全长循环寿命的磷酸铁锂聚合物锂离子储能电池，其特征在于，所述的 负极浆料的组分以及重量百分比(wt%)为:94.7%的人造石墨，1.0%的导电剂导电碳黑，1.6% 的增稠剂羧甲基纤维素钠，2.7%的粘结剂丁苯橡胶，N-甲基吡咯烷酮的加入量为丁苯橡胶 质量的10%;负极集流体采用铜箱。
[0006] -种高安全长循环寿命的磷酸铁锂聚合物锂离子储能电池，其特征在于，由以下 步骤制备： ⑴将聚偏氟乙烯加入到N-甲基吡咯烷酮中，通循环水冷却真空搅拌3h;配好的胶真空 静置3-4h后加入导电碳黑和导电石墨，搅拌3h;最后加入磷酸铁锂粉料，搅拌4h，得到的浆 料过150目筛1次； (2)将羧甲基纤维素钠加入一定量的去离子水中，通循环水冷却真空搅拌2h;配好的胶 真空静置3_4h后加入导电碳黑，搅拌2h;然后加入人造石墨搅拌3h;最后加入丁苯橡胶和N-甲基吡咯烷酮搅拌Ih，浆料经0.5h消泡后过150目筛1次； (3 )正极涂布使用厚度为16μηι的铝箱，负极涂布使用厚度为1 Ομπι的铜箱； (4) 涂布后的正负极卷在鼓风烤箱中105°C烘烤12h，每2h充放一次氮气； (5) 辊压正负极片，将辊压好的极片进行模切，根据电池尺寸要求选择合适的刀模； (6) 根据电池设计要求采取"Z"字形正极片、负极片交替叠片，所述电池的隔膜厚度为 20μηι； (7) 根据电池设计要求将正、负极极耳超声焊接固定在正负极极耳位上，极耳上留有纤 维密封胶； (8) 将焊完极耳的合格电芯放入冲好的铝塑膜壳体中，进行顶侧封； (9) 顶侧封后的电芯在真空烤箱中80 °C真空烘烤48h，每Ih充放一次氮气，烘烤后的电 芯在露点< -50°C的环境中注入电解液，经真空封装气囊袋的侧边后转入高温房平铺搁置 48h； (10) 电池化成：采用高温加压化成，化成工艺为0.02C恒流充电0.5h，0.05C恒流充电 4h，0.2C恒流充电4h，其中化成温度为45 °C ;化成压力为2kgf/cm2; (11) 将化成后的电池常温搁置24-36h后进行二次封装、切折烫整形； (12) 电池分容:分容工艺为静置5min; 0.5C恒流恒压充电至3.65V，截止电流0.02C;静 置5min; 0.5C恒流放电至2. 5V;静置5min; 0.5C恒流恒压充电至3.65V，截止电流0.02C。
[0007] 步骤(3)所述的正极涂布面密度为260g/m2,所述的负极涂布面密度为124g/m2。
[0008] 步骤(9 )所述的电解液型号为LB450IG。
[0009] 本发明制作出的电池具有超长的循环寿命及良好的安全性能，有效拓宽了锂离子 聚合物电池在电动汽车领域的应用，在保证安装及使用过程安全的前提下有效提高了电动 汽车的续航能力。
【具体实施方式】
[0010] 电池针刺实验测试标准：将电池〇 · 5C充满电，用Φ 3mm- Φ 8mm的耐高温钢针，以 10mm/s-40mm/s的速度，从垂直于电池极板的方向贯穿(钢针停留在电池中Imin); 电池短路实验测试标准:将0.5C充满电的电池经外部短路IOmin，外部线路电阻应<5m Ω 0
[0011] 实施例1 一种磷酸铁锂聚合物锂离子储能电池，包括正极片、负极片、20μπι厚的隔膜、电解液、 正、负极极耳、铝塑膜壳体。其中正极由正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极集流体组成， 正极浆料配比为:正极活性物质采用93.8wt%的磷酸铁锂粉料;粘结剂采用3.2wt%的聚偏氟 乙稀;导电剂采用2. Owt%的导电碳黑和1.0 wt%的导电石墨;正极集流体采用16μηι厚的错箱； 负极由负极材料、导电剂、增稠剂、粘结剂和负极集流体组成，负极浆料配比为:负极材料采 用94.7wt%的人造石墨；导电剂采用1.0 wt%的导电碳黑;增稠剂采用1.6wt%的羧甲基纤维素 钠;粘结剂采用2.7wt%的丁苯橡胶;N-甲基吡咯烷酮的加入量为丁苯橡胶质量的1/10，用以 防止极片脆片;负极集流体采用IOMi厚的铜箱。
[0012] 磷酸铁锂聚合物锂离子储能电池的制作工艺如下： (1) 将0.341kg的聚偏氟乙烯加入到13.029kg的N-甲基吡咯烷酮中，通循环水冷却真空 搅拌3h;配好的胶真空静置3-4h后加入0.213kg的导电碳黑和0.106kg的导电石墨，搅拌3h; 最后加入IOkg磷酸铁锂粉料，搅拌4h，得到的浆料过150目筛1次； (2) 将0.096kg羧甲基纤维素钠加入一定量的去离子水中，通循环水冷却真空搅拌2h; 配好的胶真空静置3-4h后加入0.06kg的导电碳黑，搅拌2h;然后加入5.682kg的人造石墨搅 拌3h;最后加入0.324kg的丁苯橡胶和N-甲基吡咯烷酮搅拌Ih，浆料经0.5h消泡后过150目 筛1次； (3 )正极涂布使用厚度为16μηι的铝箱，负极涂布使用厚度