[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

说明书

本发明公开了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，其中，磷酸铁锂电池电芯由正极极片、第一隔膜、负极极片、第二隔膜依次重叠并卷绕制成；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，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。本发明将磷酸铁锂电池的单体能量密度提高到190～195Wh/kg，成组后系统能量密度超过140Wh/kg，满足乘用车400km以上续航要求，为铁锂电池广泛应用于乘用车领域提供了解决方案。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及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。

背景技术

据报道，2018年中国共发生各类电动汽车安全事故52起，2019年1～6月发生20余起电动车起火事故，同时段共累计发生了9起召回事件，涉及29976辆车，因此在新能源汽车行业快速发展过程中，保证用车安全，始终是头等大事。

2019年6月25日，新能源汽车补贴新政正式实施，国家补贴标准降低近50％，结合地方补贴，最高补贴降幅达到75％，2020年后，新能源汽车补贴将全面退坡。动力电池占新能源汽车成本的50％左右，因此，降低电池成本是应对补贴退坡所采取的必要措施。目前，相同能量的电池系统，铁锂相比三元成本可降低20％以上。

针对上述安全和成本问题，在2020年之后的无补贴时代，磷酸铁锂电池具有明显优势，不足之处是，目前市场磷酸铁锂电池单体能量密度只有150～180Wh/kg，系统能量密度低于140Wh/kg，难以满足400km以上整车续航里程要求。因此，需要从设计和制造角度，进一步提升磷酸铁锂电池单体能量密度。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了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。

本发明提出的一种磷酸铁锂电池电芯，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

一种所述的磷酸铁锂电池电芯的制备方法，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；