[发明专利]改善低温性能的磷酸铁锂锂离子电池及其制备方法

说明书

本发明公开的改善低温性能的磷酸铁锂锂离子电池及其制备方法，其特征在于，正极浆料包括正极材料、导电剂、粘结剂、有机溶剂，负极浆料包括负极材料、导电剂、粘结剂、有机溶剂；所述正极材料包括原料、碳源、正极材料添加剂；所述原料为LiH₂PO₄和FeC₂O₄，所述碳源为葡萄糖，所述正极材料添加剂是醋酸盐；通过加入醋酸盐部分取代铁离子来提高材料的稳定性，并且使磷酸铁锂的晶体略微变形以提高其电导率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池的技术领域，具体为改善低温性能的磷酸铁锂锂离子电池及其制备方法。

背景技术

能源是人类社会赖存在的基础和所有发展的源动为，随着科技的进步，人 类越来越依赖能源，煤，石油，天然气等被先后开发用作能源，这些不可再生能源是在地球的发展演变中生成的，周期漫长，人类的掠夺式开发使这些不可再生能源逐步面临枯竭。水力资源作为可再生能源虽被广泛地利用，但水项往往会引发很多生态问题，对自然生态环境造成了很多不可逆的影响。风能，太阳能是取不尽用之不竭的新兴可再生能源，这些能源很大程度上受到自然环境的影响，在能源形态上是不连续的，要得到合理利用就必须借助储能电站。储能电站中最主要的设备就是储能电池，化学电源是重要的储能装置之一，具有能量转换率高、能量密度髙、可移动等特点，是储能电站的理想电源化学电源经历了从一次到二次（可再充），从水溶液到有机溶液体系，从固定体系到流动体系，从液态电解液到全固态电解质等一系列的技术性革命传统的二次电池如铅酸、镍氢电池、镍氟电池，因其环境污染、开路电压低、能量密度小、使用寿命短、有记化效应、自放电率大等缺点，已不能满足人们对二次电池性能的需要。锂离子二次电池因为电压平台高（一般在3V以上），比能量大，自放电小，循环寿命长（一般超过2000次），无记忆效应，污染小等优势成为现在储能电池的首选。而磷酸铁锂作为目前最具有应用前景的锂离子电池正极材料之一，然而低温工作时严重的容量损失制约了其发展，及在动力能源，储能电站等方面的应用。在磷酸铁锂晶格中，金属元素铁处于聚阴离子骨架结构中，在充放电过程中影响很小，因此具有良好的热稳定性；良好的封装，阻燃添加剂等方式也有效地改善了锂离子电池电解液的热稳定性问题，故使用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子二次电池普遍不存在高温问题。低温性能一直是磷酸铁锂电池业界发展的一个瓶颈，大量研究都着重于改善低温性能，磷酸铁锂的低温问题尤为突出，为使磷酸铁锂广泛使用于各类电动动力及储能设施，就必须研究并提高其低温性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供改善低温性能的磷酸铁锂锂离子电池，具有优异的低温性能，有效提高导电率，使磷酸铁锂锂离子电池安全性得到大幅提升，从而满足在动力，储能，通信领域的应用要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

改善低温性能的磷酸铁锂锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液、电池壳体，所述正极片包括正极浆料、集流体，所述负极片包括负极浆料、集流体；所述正极浆料包括正极材料、导电剂、粘结剂、有机溶剂；所述正极材料包括原料、碳源、正极材料添加剂；所述正极材料添加剂是醋酸盐。

优选的，所述原料为LiH₂PO₄和FeC₂O₄，所述碳源为葡萄糖，所述正极片的集流体为铝箔，所述负极浆料包括天然石墨、导电剂、粘结剂；所述负极片的集流体为铜箔；所述有机溶剂是氮甲基吡咯酮（简称NMP）。

优选的，所述原料为LiH₂PO₄和FeC₂O₄的比例是1：1。

优选的，所述天然石墨、导电剂、粘结剂的比例为90：8：2。

优选的，所述醋酸盐的金属离子是镁离子或锌离子，所述金属离子占铁离子的摩尔比含量为0.1%~10%。