[发明专利]一种超高倍率锂电池及其制造方法

说明书

本发明公开了一种超高倍率锂电池及其制造方法，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和外壳；正极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体上的正极材料，正极材料由下述质量份的原料制成：磷酸铁锂90～95份、导电炭黑0.5～4份、碳纳米管1～5份、聚偏氟乙烯乳液1～5份；负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体上的负极材料，负极材料由下述质量份的原料制成：石墨粉90～95份、导电炭黑1～5份、羧甲基纤维素钠0.5～4份、丁苯橡胶乳液1～5份。本发明制造的锂电池可满足快充和高脉冲功率的性能要求，具备55C持续放电性能，适用于方程式赛车的车载动力系统，电网储能系统和特种领域的能源供电系统。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种超高倍率锂电池及其制造方法。

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。

橄榄石结构磷酸铁锂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。基于未来市场发展趋势及政策环境，对电池的快速充电、高倍率性能的要求，一些军用设备和航模、电磁弹射装置等场景要求电池满足15C以上高倍率的锂离子电池。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提出一种超高倍率锂电池及其制造方法，可满足对锂电池快充和高脉冲功率的性能要求，具备55C持续放电性能，适用于方程式赛车的车载动力系统，电网储能系统和特种领域的能源供电系统。

本发明提出的一种超高倍率锂电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和外壳；

所述正极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极材料，所述正极材料由下述质量份的原料制成：磷酸铁锂90～95份、导电炭黑0.5～4份、碳纳米管1～5份、聚偏氟乙烯乳液1～5份；

所述负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体上的负极材料，所述负极材料由下述质量份的原料制成：石墨粉90～95份、导电炭黑1～5份、羧甲基纤维素钠0.5～4份、丁苯橡胶乳液1～5份。

优选地，所述正极片的单面面密度为60～80g/m²。

优选地，所述负极片的单面面密度为30～40g/m²。

优选地，所述正极片的制备方法为：先将聚偏氟乙烯乳液加入溶剂中搅拌均匀，真空静置消泡后加入磷酸铁锂、导电炭黑、碳纳米管搅拌均匀，然后调节粘度，得到正极浆料，将所述正极浆料涂布在正极集流体上，干燥，即得正极片。

优选地，所述正极片的制备方法为：先将聚偏氟乙烯乳液加入N-甲基吡咯烷酮中搅拌3～6h制得固含量为6～10％的聚偏氟乙烯溶液，在真空度为0.1～0.3Mpa的条件下真空静置消泡1～3h，然后加入磷酸铁锂、导电炭黑、碳纳米管搅拌6～12h，然后加N-甲基吡咯烷酮调节粘度，得到粘度为4000～8000mPa·s，固含量为50～55％的正极浆料，将所述正极浆料涂布在铝箔上，干燥，即得正极片。

优选地，所述负极片的制备方法为：先将羧甲基纤维素钠加入水中搅拌均匀，真空静置消泡后加入石墨粉、导电炭黑、丁苯橡胶乳液搅拌均匀，然后调节粘度，得到负极浆料，将所述负极浆料涂布在负极集流体上，干燥，即得负极片。

优选地，所述负极片的制备方法为：先将羧甲基纤维素钠加入水中搅拌3～6h制得固含量为1～3％的羧甲基纤维素钠溶液，在真空度为0.1～0.3Mpa的条件下真空静置消泡1～3h，再加入石墨粉、导电炭黑、丁苯橡胶乳液搅拌6～12h，然后加水调节粘度，得到粘度为3000～6000mPa·s，固含量为40～50％的负极浆料，将所述负极浆料涂布在铜箔上，干燥，即得负极片。