[发明专利]一种超高倍率、超长循环寿命纳米磷酸铁锂动力电池及其制造方法

摘要

一种超高倍率、超长循环寿命纳米磷酸铁锂动力电池及其制作方法，以重量百分比计，包括以下步骤：1）控制环境湿度；2）配置LFP预混液；3）砂磨；4）高磁过滤；5）过滤器过滤；6）配置胶液；7）制备浆料；8）涂碳铝箔与极片涂布；9）热辊极片；10）真空烘烤；11）检验，本发明，加工制作的纳米磷酸铁锂电池的内阻、循环性能、高倍率放电、低温性能等都远优于普通工艺制造的电池，电池的自放电远低于普通工艺制造的电池。电池在高倍率下的循环寿命从2000次增加到了8000次以上；其性能均完全满足电动汽车用电池、赛车用电池所需的要求。

主权项

一种超高倍率、超长循环寿命纳米磷酸铁锂动力电池及其制作方法，以重量百分比计，包括以下步骤：1）控制环境湿度；2）配置LFP预混液；3）砂磨；4）高磁过滤；5）过滤器过滤；6）配置胶液；7）制备浆料；8）涂碳铝箔与极片涂布；9）热辊极片；10）真空烘烤；11）检验，其特征在于：1）、控制环境湿度：生产磷酸铁锂正极粉料的环境温度为24±5℃，环境湿度露点温度控制在‑45℃以下，使磷酸铁锂正极粉料的水分在400℃的水分测试下不超过200ppm，保证电池极片不受二次水污染；2）、配置LFP预混液：设LFP预混液重量为100%，LFP预混液中磷酸铁锂固体粉末重量占40%‑70%， NMP溶剂重量占60%‑30%；取NMP溶剂重量的70%～80%，加入到高速双轴搅拌机内，加入占LFP预混液重量40%‑70%的磷酸铁锂固体粉末，在高速双轴搅拌机内低速、高速同时搅拌，搅拌时间30～90分钟，再次取NMP溶剂重量的20%～30%，加入到高速双轴搅拌机内，再低速、高速同时搅拌，搅拌时间20～60分钟，配置成磷酸铁锂固体粉与NMP溶剂相溶的LFP预混液； 3）、砂磨：将LFP预混液通过砂磨机砂磨使得混合均匀，砂磨后磷酸铁锂溶液粒径控制：D10＞0.02um，D50:0.5‑2um，D90＜6um；4）、高磁过滤：将步骤3)中的LFP预混液通过高磁过滤器过滤，高磁过滤器的磁场强度在1000高斯～20000高斯之间；5）、过滤器过滤：将步骤4）的LFP预混液通过120目～200目过滤器过滤，得到磷酸铁锂固含量为40%‑70%的LFP预混液；6）、配置胶液：取 1%～15%的PVDF粘结剂与99%～85%NMP溶剂按正常工艺搅拌配置成PVDF胶液；7）、制备浆料：称取步骤5）中的LFP预混液，加入量为浆料总重量的35%～45%，放入双轴高速搅拌机内，加入VGCF导电剂粉末，加入量为浆料总重量的0.5%～2%，低速、高速同时搅拌5‑120分钟，加入导电剂Super‑P粉末，加入量为浆料总重量的0.5%～2%，低速、高速同时搅拌5‑120分钟，加入PVDF胶液，加入量为浆料总重量的15%～25%，低速、高速同时搅拌5 ‑120分钟，再加入固含为40%‑70%的LFP预混液，加入量为浆料总重量的35%～40%，低速、高速同时搅拌10 ‑300分钟，抽真空低速搅拌一小时后，过120目筛网，配置成1000‑20000cps粘度的浆料；8）、涂碳铝箔与极片涂布：取厚度为1～50um的预涂碳的铝箔，铝箔涂碳的单面厚度为0.1～10um，将步骤7）得到的浆料均匀涂在涂碳铝箔的表面，涂在涂碳铝箔表面的浆料极片单面面密度为10～600g/m2；9）、热辊压片：将浆料极片通过热辊压机热辊压，加热，得到辊压压实密度为1.0～3.0g/cm3、平整而均匀的纳米磷酸铁锂正极极片；10）、真空烘烤：将辊压好的极片分切成56mm宽的极片后，焊极耳、贴绝缘高温胶纸后，放入温度为120℃烘箱内抽真空烘烤12小时；烘烤好的正极片与烘烤好的负极片配隔膜纸手动卷绕成18650电池，入18650钢壳焊接，辊槽后放入温度为80℃烘箱内抽真空烘烤96小时；11）、检验：取电解液为EC:DMC:EMC=1:1:1、LiPF6浓度为1mol/L，添加2%VC，电解液加入量为0.6g，抽真空后封口，放置48小时、化成后，检测容量、内阻。