[发明专利]一种环境友好型磷酸铁镁锂电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，特别是一种环境友好型磷酸铁镁锂电池及其制备方法。

背景技术

随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备口益增多，对电源提出了很高的要求。锂离子电池随之进入了大规模的实用阶段。最早得以应用于心脏起搏器中。由于锂离子动力电池的自放电率极低，放电电压平缓。使得起搏器植入人体长期使用成为可能。现如今锂离子电池己经广泛应用于手机电池，笔记本电脑电池，电动车电车以及电动汽车电池等。高倍率的锂离子动力电池还能应用于大型公交车辆，轻型电动车，太阳能及风能发电的储能设备，人造卫星和航空航天等方面。

从综合性能的角度上来看，锂离子电池无疑是目前最具有发展和应用前景的二次电池。自索尼公司将锂离子电池技术推向市场开始，电极材料制备的发展进步也一直在推动该项技术的不断发展，良好性能的电极材料的开发直接推动了目前锂离子电池的更新换代。

锂离子电池主要由正极材料、电解质和负极材料组成。目前来说锂离子电池的负极材料主要有碳材料、合金材料、过渡金属氧化物、氮化物和锡基氧化物等。石墨以及经过改性的碳材料是目前最常用的负极材料。简单说来，锂离子电池的负极材料的实际容量己经突破了广泛的石墨负极的容量(372mAhg^-1)。而正极材料的发展却是相对比较缓慢，从而制约了锂离子电池的发展速度，因此对于锂离子电池来说，正极材料的研究和发展显得更是尤为重要。而近年来报道的聚阴离子型化合物做为锂离子电池正极材料时具有良好的性能。目前应用比较广泛的正极材料有锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂和磷酸钒锂等等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境友好型磷酸铁镁锂电池及其制备方法，该磷酸铁镁锂电池安全性能高，体积小，能够高倍率充放电。

为实现上述目的.本发明提供如下技术方案：

一种环境友好型磷酸铁镁锂电池，包括正极活性物质和负极活性物质，所述正极活性物质按照重量份的原料为：磷酸铁镁锂90-100份、石墨烯1-5份、导电碳材1-3份、粘合剂3-5份、N-甲基吡咯烷酮80-120份；所述负极活性物质按照重量份的原料为：活性碳材90-95份、石墨烯1-4份、导电碳材1-2份、粘合剂3-5份、去离子水90-130份。

作为本发明进一步的方案：所述正极活性物质按照重量份的原料为：磷酸铁镁锂95份、石墨烯3份、导电碳材2份、粘合剂4份、N-甲基吡咯烷酮100份。

作为本发明进一步的方案：所述负极活性物质按照重量份的原料为：活性碳材92.5份、石墨烯2.5份、导电碳材1.5份、粘合剂4份、去离子水110份。

作为本发明进一步的方案：所述活性碳材包括人造石墨、天然石墨、改性石墨。

作为本发明进一步的方案：所述导电炭材包括石墨导电剂、炭黑导电剂。

作为本发明进一步的方案：所述粘合剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、明胶。

所述的环境友好型磷酸铁镁锂电池的制备方法，包括以下步骤：

(1)将正极活性物质的原料按比例充分混合，制成混合正极浆料，再将混合正极浆料涂布在铝箔或铝网上，烘干后加热压延制成正极片；

(2)将负极活性物质的原料按比例充分混合，制成混合负极浆料，再将混合负极浆料涂布在铜箔或铜网上，烘干后加热压延制成负极片；

(3)将正极片、负极片与隔离膜卷绕或层叠成电芯：

(4)将若干个电芯经并联后组装在一起；

(5)将并联后电芯与电池外壳端子或极柱连接且锁紧；

(6)将入壳电芯注液后密封，经化成、检测制作成电池。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明选用合适比例的正负极活性物质，并引入了石墨烯来改善电极材料的导电性，提高了高倍率放电条件下正负极活性物质的循环稳定性，提高放电平台，改善了锂电池的高倍率放电性能。本发明制备得到的磷酸铁镁锂电池具有大电流充放电能力；环境友好性强，在-25℃条件下放电能力达80％以上；该方法操作方便、产物均匀性好、低成本、环保，且易于商业生产，在锂电池领域具有广泛的实际价值。

具体实施方式

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。

实施例1