[发明专利]一种磷酸铁锂电池电芯、高能量密度磷酸铁锂电池及电池的制备方法

权利要求书

1.一种磷酸铁锂电池电芯，其特征在于，由正极极片、第一隔膜、负极极片、第二隔膜依次重叠并卷绕制成；

所述正极极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体表面的正极涂层，所述正极涂层的原料包括磷酸铁锂，所述磷酸铁锂在全电池1C放电倍率条件下，克容量发挥为150～151mAh/g；

所述负极极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体表面的负极涂层；

所述正极涂层的面密度为400～450g/m²，辊压压实密度为2.3～2.4g/cm³；

所述负极涂层的面密度为185～220g/m²，辊压压实密度为1.65～1.75g/cm³；

所述第一隔膜和第二隔膜均包括聚乙烯基膜和涂覆在聚乙烯基膜表面的陶瓷涂层，所述聚乙烯基膜的厚度为5～9μm，所述陶瓷涂层的厚度为2～3μm。

2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池电芯，其特征在于，所述正极涂层由下述质量份的原料制成：磷酸铁锂96～98份、超导炭黑0.5～0.7份、石墨烯导电剂0.5～0.8份、粘结剂1.0～2.0份；所述负极涂层由下述质量份的原料制成：人造石墨95～97份、导电炭黑0.5～0.7份、增稠剂1.0～1.5份、粘结剂1.5～2.0份；所述正极集流体为涂炭铝箔，所述涂炭铝箔包括铝箔基材和复合在铝箔基材两面的炭层，所述铝箔基材的厚度为9～11μm，所述炭层的单面厚度为1～2μm；所述负极集流体为铜箔。

3.一种如权利要求1或2所述的磷酸铁锂电池电芯的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

a、合浆：将正极涂层的原料混合后加入溶剂搅拌均匀，制得正极浆料，将负极涂层的原料混合后加入溶剂搅拌均匀，制得负极浆料；

b、制片：将正极浆料涂布在正极集流体表面，经过干燥在正极集流体表面形成正极涂层，再经过辊压、分切，得到正极极片，将负极浆料涂布在负极集流体表面，经过干燥在负极集流体表面形成负极涂层，再经过辊压、分切，得到负极极片；

c、卷绕：按正极极片、第一隔膜、负极极片、第二隔膜的顺序依次重叠并卷绕，得到磷酸铁锂电池电芯。

4.根据权利要求3所述的磷酸铁锂电池电芯的制备方法，其特征在于，所述步骤a中，正极浆料的粘度5000-10000mPa·s，负极浆料的粘度2000-8000mPa·s；所述步骤b中，正极涂层的水分含量≤800ppm，负极涂层的水分含量≤1000ppm。

5.一种高能量密度磷酸铁锂电池，其特征在于，包括外壳、正极盖板、负极盖板、电解液和权利要求1或2所述的磷酸铁锂电池电芯。

6.根据权利要求5所述的一种高能量密度磷酸铁锂电池，其特征在于，所述外壳为圆柱形铝壳，所述圆柱形铝壳的厚度为0.3～0.4mm；所述正极盖板包括铝制集流盘，所述负极盖板包括铜制集流盘；所述磷酸铁锂电池电芯为圆柱形电芯。

7.一种如权利要求5或6所述的高能量密度磷酸铁锂电池的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、组装：将所述磷酸铁锂电池电芯、正极盖板、负极盖板、外壳组装成待注液磷酸铁锂电池；

S2、第一次注液：向步骤S1组装后的待注液磷酸铁锂电池中注入所需体积80～90％的电解液，在高温条件下静置处理；

S3、化成：将步骤S2处理后的电池进行化成，然后在高温条件下静置处理；

S4、第二次注液：向步骤S3处理后的电池中注入余量电解液，密封注液孔，即得高能量密度磷酸铁锂电池。

8.根据权利要求7所述的高能量密度磷酸铁锂电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S2和步骤S4中，注液的具体步骤为：

Ⅰ、对电池抽真空至真空压力为-85～-90kPa，保持压力10～30s；

Ⅱ、将电解液注入电池内部；

Ⅲ、关闭真空，用惰性气体对电池加压至0.7～0.8Mpa，保持压力150～350s；

Ⅳ、泄压至常压，保持5～10s；

将步骤Ⅰ～Ⅳ循环6～10次，即可。