[发明专利]一种避免磷酸锂铁电池隔膜产生黑点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种以磷酸锂铁为正极材料制成的电池在隔膜上产生黑点的方法。

背景技术

随着汽车保有量的增加，汽车污染问题日益严重。据OICA的统计，汽车尾气排放已占据全球CO₂排放总量的15.9％。若汽车尾气排放不能得到有效控制，这一数据恐将继续变大。另外，随着世界经济的发展，国际石油价格近几年波动剧烈，加之未来石油资源的预期减少，石油已经成为世界经济发展的瓶颈。出于保护环境的长远需要，以及降低石油资源的消耗，新能源汽车成为汽车行业新的发展方向。据研究认为，中国可以通过大力采用电动汽车技术，将汽油需求减少70％，从而减少30～40％的石油进口，并将中国的石油自给率从20％提高到将近三分之一；同时，使用电动力汽车还可以带来每年1.65亿吨CO₂的减排潜力。

对于新能源汽车产业，可插电式混合动力汽车或纯电动力汽车将成为下一阶段新能源汽车的主流，而动力电池则是当前新能源汽车技术和成本上的最大瓶颈。人类50多年来的二次电池产业，因材料不同而不断进步，从铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池到锂电池，而锂电池也因正极材料的演进(负极皆为碳)而有锂镍、锂钴、锂锰及磷酸锂铁(又名磷酸铁锂)电池(LiFePO₄，简称锂铁电池)。目前汽、机车等大都使用铅酸电池，较大的品牌有YUASA、GS、统力、AC Delco等；就连现阶段太阳能电池，主要也是以铅酸储存太阳光能转换的电能，但其因具环保问题而必须回收，应用受限。至于手持式电子3C产品如笔记本电脑、手机、数字相机、PDA等，则以锂钴、锂镍或锂锰电池为主，但其体积、电流较小，并且还常有过热或爆炸等安全性问题，更无法使用于有高电流需求的车辆上。

在上述现有技术的电池材料中，磷酸铁锂具有高能量密度、高功率密度、长寿命(与车同寿命)、宽工作温度范围、高安全性与可靠性、低成本、环保无污染等性能，以其为正极材料制成的磷酸锂铁电池具有无污染、耐高温、高电容量等优点，未来可望逐渐取代铅酸、镍镉、镍氢等电池，应用范围更扩及太阳能、风力发电储能系统，以及汽车、机车、电动脚踏车、高尔夫球车及电动工具机上。但目前市场上的磷酸铁锂材料中普遍都含有一定量的单质铁和三价铁离子或含其中的一种，而利用这种类型的材料制成电池，会导致电池隔膜上产生黑点(主要成分为铁元素)，而黑点一旦刺穿隔膜，就会极大地造成电池的性能和安全性能下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种避免磷酸锂铁电池隔膜产生黑点的方法，以解决现有技术中以磷酸锂铁为正极材料制成的电池在隔膜上产生黑点从而影响电池性能及安全的缺陷。

为了达到上述目的，本发明的技术方案提出一种避免磷酸锂铁电池隔膜产生黑点的方法，该方法包括：在制作电池正极之前，对磷酸锂铁原材料进行磁性分选，以消除其中的单质铁和/或三价铁离子。

上述避免磷酸锂铁电池隔膜产生黑点的方法中，所述进行磁性分选的磁性范围为8000～20000高斯。

上述避免磷酸锂铁电池隔膜产生黑点的方法中，所述进行磁性分选的具体方法为磁棒分选或磁性筛网分选。

上述避免磷酸锂铁电池隔膜产生黑点的方法中，所述进行磁性分选的具体方式为永磁法或电磁铁法。

本发明的技术方案是在制作磷酸锂铁正极材料的过程中对原材料进行磁选分选，以消除磷酸锂铁正极材料中的单质铁和/或三价铁离子，进而达到避免制成的电池隔膜上产生黑点的目的，方案简单实用，能够大大提高磷酸锂铁电池的性能及安全性。

附图说明

图1为本发明的方法实施例一中正常负极面的能谱仪分析数据结果示意图；

图2为本发明的方法实施例一中正常负极面的能谱仪分析图像结果示意图；

图3为本发明的方法实施例一中隔膜负极面上黑点的能谱仪分析数据结果示意图；

图4为本发明的方法实施例一中隔膜负极面上黑点的能谱仪分析图像结果示意图；

图5为图1与图3的分析数据结果对比示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

为更好理解本发明的实际效果，以下实施例一、二均通过将采用本发明方法与现有技术方法对比来进行说明。

实施例一

首先，称取两份20公斤的磷酸铁锂材料A和B，在制作电池电芯正极之前，将材料A通过8000高斯的磁性分选设备，具体方式为永磁法；而材料B则按现有技术不进行任何处理，为普通的磷酸铁锂材料。