[发明专利]一种高功率环保型磷酸铁锂电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高功率环保型磷酸铁锂电池及其制备方法，该电池包括有圆柱形的外壳，外壳顶部设有盖帽，盖帽下方设有安全阀，圆柱形外壳内部构成电池容纳空间，电池容纳空间的中心设有卷曲成筒状的正极片，在正极片表面涂覆有由磷酸铁锂纳米棒构成的正极活性物质层，在正极片外间隔设有负极片以构成圆柱形电芯，负极片的表面涂覆有由经酚醛树脂包覆的氧化石墨构成的负极活性物质层，在圆柱形电芯与盖帽之间分布有正极极耳，在负极片的尾部设有伸出状的负极极耳，正极极耳上分布有断电防爆组件。其制备过程中，采用水热模板法制备磷酸铁锂，并用酚醛树脂包覆氧化石墨的方式进行负极改性，使电池的循环性能提高，具有良好的可靠性与安全性。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种高功率环保型磷酸铁锂电池及其制备方法。

背景技术

能源和环境是人类在21世纪必须面对的两个严峻问题，开发新能源和清洁可再生能源是今后世界经济中最具决定性影响的技术领域之一。锂离子电池具有较高的比能量密度、高的电池工作电压、自放电率低、储存寿命长等优点，可以广泛应用于军事、民用小型电器中。

就目前市场上所普遍存在的锂离子电池来看，其性能与锂离子电池材料的性能密切相关。因此锂离子电池的发展历程伴随着电池材料的革新与突破，具体包括正、负极材料，电解液，隔膜等，其中正、负极材料和电解液对电池的影响最大，也是锂离子电池研究的重点。

橄榄石结构磷酸铁锂(LiFePO₄)拥有良好的充放电平台，极高的安全性与环保性，极好的可逆容量与极优的循环性能等优点，已得到了越来越多的关注与研究。目前，其发展的主要障碍是磷酸铁锂材料的导电性问题、材料均一性问题及其振实密度低等问题，因此寻求合成方法可控、材料性质优异的磷酸铁锂活性材料具有极其重要的作用。

目前锂电池负极材料的主要类型有碳材料负极和非碳负极材料。在负极材料中，石墨材料的研究和使用相对较为广泛，但石墨也存在着一些缺点，它的首次充放电不可逆容量高，石墨片层容易受有机电解液的共插入造成剥落，导致容量衰减，循环性能减弱，体积比容量低，因此石墨不适合直接作为负极材料。通过对天然石墨进行改性处理，可以使之具有较好的循环性能和较低的可逆容量，从而使制备的改性石墨材料兼具价格与性能的优势，对天然石墨在负极材料中的应用具有很好的促进作用。

在电池正常的充放电过程中，由于伴随着SEI膜的不断破坏和生产，以上产生气体的反应在电池中是不可避免的，随着充放电循环的进行，电池内累积的气体数量越来越多，造成电池内压上升，给电池的安全性带来隐患。为了避免气压上升的导致的安全事故，一般锂离子动力电池会在端盖上设置安全阀，在气压超过预定阈值时开启进行泄压，然而目前的安全阀普遍存在可靠性不佳的问题，因此设计一种安全可靠的电池结构，是非常重要的。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种高功率环保型磷酸铁锂电池，并提供其该种磷酸铁锂电池的制备方法，通过该电池能提供优良、安全、可靠的工作性能。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提升磷酸铁锂电池的工作性能。