锂离子电池正极极片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池正极极片及其制备方法，通过在正极活性材料中加入添加剂，添加剂包括镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、Li5FeO4、钛酸锂、磷酸钒锂等中的一种或几种的组合。在磷酸铁锂电池充放电过程中，电压曲线末端的电压变化由于添加剂脱嵌锂平台的影响而变得缓慢，实现了提高磷酸铁锂电池SOC估算精度的目的。估算精度的目的。估算精度的目的。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池正极极片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池正极极片及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池成本低，安全性好，循环寿命优异，是目前新能源汽车广泛采用的电池类型。其中，磷酸铁锂电池，在使用过程中，磷酸铁锂电池组剩余电量直接影响到能量调度管理的决策，而过充或过放则直接影响磷酸铁锂电池组的使用寿命，磷酸铁锂电池组的荷电状态(State of Charge，SOC)成为电能管理的一个重要参考指标。但因为磷酸铁锂材料的固有属性，在充放电末期电压曲线变化比较陡，目前业内普遍采用SOC
‑
OCV结合安时积分法对SOC进行估算，这给充放电末期电池SOC估算带来了一定困难。
[0003]专利技术专利申请(公布号CN110895310A)公开了一种磷酸铁锂电池SOC估算系统，实现对磷酸铁锂电池的荷电状态的实时、可靠估算。该系统包括：数据采集模块、SOC计算模块、温度补偿模块、SOC校正模块。当判定30％＜当前电量＜90％时，通过安时积分法计算当前SOC值，但是，当判定当前电量≤30％或者当前电量≥90％时，通过开路电压查询当前SOC值，并不能很好的解决磷酸铁锂电池充放电末期电压急剧变化带来的SOC估算不准确问题。
[0004]专利技术专利申请(公布号CN109031147A)公开了一种采用BP神经网络估算磷酸铁锂电池组SOC的方法，该估算方法包括如下步骤：对BP神经网络的连接权值调整环节进行调整，插入一个惯性系数，采用平滑加权计算改进连接权值调整，在进行连接权值调整计算时，增加原连接权值项，并赋予较重的权值。该专利技术利用电流积分修正的方式对BP神经网络的参数进行变更，降低磷酸铁锂电池组容量衰减对SOC估算精度的影响。该方法主要是改善了循环过程中容量衰减对SOC估算精度的影响，对于磷酸铁锂电池充放电末期SOC估算不准的问题，未能给出解决方案。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术无法很好的解决磷酸铁锂电池充放电末端SOC估算精度问题，本专利技术专利提出一种改善充放电末端SOC精度的方法，通过在电池中添加少量的添加剂，既不影响电池的电化学性能，又能减缓充放电末期电压曲线的变化趋势，从而提高SOC的估算精度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种锂离子电池正极极片及其制备方法。
[0007]<第一方面>
[0008]一种锂离子电池正极极片的制备方法，包括如下步骤：
[0009]S1、将添加剂加入到正极活性材料中，并分散形成正极活性材料添加剂混合物；
[0010]S2、将步骤S1的正极活性材料添加剂混合物与导电剂加入胶液中，混合形成浆液；
[0011]S3、将步骤S2制备的浆液涂敷在铝箔上，然后烘干制备成极卷；
[0012]S4、将极卷压制成正极片；
[0013]所述添加剂包括镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、Li5FeO4、钛酸锂、磷酸钒锂中的一种或几种的组合。
[0014]步骤S3中，所述铝箔包括涂炭铝箔。
[0015]所述添加剂包括锰酸锂、磷酸锰铁锂的组合，或，镍钴锰酸锂和磷酸锰铁锂的组合。
[0016]进一步，所述添加剂包括锰酸锂和磷酸锰铁锂的组合；所述磷酸锰铁锂和锰酸锂的质量比为0.5:1
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5:1。
[0017]进一步，所述磷酸锰铁锂和锰酸锂的质量比为1:1
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3:1。具体地，磷酸锰铁锂和锰酸锂的质量比可以为1:1、1.3:1、1.5:1、1.8:1、2:1、2.3:1、2.5:1、2.8:1或3:1。
[0018]步骤S1中，所述添加剂占正极活性材料的质量分数为0.5wt％
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50wt％。若添加剂占正极活性材料的质量分数小于0.5wt％，则效果不明显，达不到本专利技术的要求；若添加剂占正极活性材料的质量分数大于50wt％，则正极活性材料占比过少，电池比容量，倍率充放电，安全等综合性能表现与磷酸铁锂性能相比相差较大，可能导致电池不满足相关标准对磷酸铁锂锂电池的要求。
[0019]步骤S2中，所述浆液中，正极活性材料添加剂混合物：导电剂：粘结剂的质量比为80
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98：0.5
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3：0.5
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3，所述浆液固含量为30％
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80％，粘度为500
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20000cp。
[0020]所述导电剂选自导电炭黑、超导炭黑、导电石墨、乙炔黑、碳纳米管中的一种或多种。
[0021]所述胶液为粘结剂与N
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甲基吡咯烷酮混合搅拌而成，所述胶液固含量为4
‑
12％，所述粘结剂选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚乙烯醇中的一种或多种。
[0022]步骤S1中，所述正极活性材料包括磷酸铁锂。
[0023]步骤S4具体为，极卷经过辊压机压实制备成正极片，其中，压实密度为1.5
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4.0g/cm3。
[0024]步骤S3中，采用烘箱烘干，烘干温度为70
‑
150℃。
[0025]<第二方面>
[0026]本专利技术提供一种如上所述的锂离子电池正极极片的制备方法制得的锂离子电池正极极片。
[0027]<第三方面>
[0028]本专利技术提供一种电池，该包括如上所述的锂离子电池正极极片，所述电池还包括负极片、隔膜、电解液。
[0029]所述正极极片、隔膜、负极片通过卷绕或者叠片的方式形成电池。所述锂离子电池可以是圆柱，方形和软包电池中任意一种。
[0030]所述隔膜包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚乙烯和聚丙烯复合膜、聚酰亚胺膜、陶瓷膜中的任一种或多种。
[0031]所述电解液为含有至少一种锂盐的有机溶液，所述锂盐包括LiPF6、LiFSI、LiBF6或LiClO4。
[0032]所述负极片中活性材料为石墨、硬碳、中间相碳微球、硅碳中任意一种或几种的混合物。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0034]1、本专利技术的关键之处在于在磷酸铁锂电池中添加添加剂镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、Li5FeO4、钛酸锂、磷酸钒锂等中的一种、两种或多种的混合，通过添加剂与磷酸铁锂充放电曲线的不同，引起磷酸铁锂体系电池充放电过程电压曲线的变化，改善磷酸铁锂充放电曲线末端电压变化太急速的问题，提高通过电池电压估算电池SOC的精度。本专利技术从问题源头出发，采用添加添加剂的方法，制作过程简单，无需改变现有的电池制作流程和SOC估算方法，无需通过繁杂的计算等来进行验证；
[0035]2、本专利技术对多种添加剂进行比较研究，发现添加剂镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、Li5FeO4、钛酸锂、磷酸钒锂具有更优的效果，这是因为这几种添加剂充放电电压窗口与磷酸铁锂更重合，在充放电过程中，添加剂充放电时带来的变化更能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将添加剂加入到正极活性材料中，并分散形成正极活性材料添加剂混合物；S2、将步骤S1的正极活性材料添加剂混合物与导电剂加入胶液中，混合形成浆液；S3、将步骤S2制备的浆液涂敷在铝箔上，然后烘干制备成极卷；S4、将极卷压制成正极片；所述添加剂包括镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、Li5FeO4、钛酸锂、磷酸钒锂中的一种或几种的组合。2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极极片的制备方法，其特征在于，所述添加剂包括锰酸锂和磷酸锰铁锂的组合，或，镍钴锰酸锂和磷酸锰铁锂的组合。3.根据权利要求2所述的锂离子电池正极极片的制备方法，其特征在于，所述添加剂包括锰酸锂和磷酸锰铁锂的组合；所述磷酸锰铁锂和锰酸锂的质量比为0.5:1
‑
5:1。4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极极片的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述添加剂占正极活性材料的质量分数为0.5wt％
‑
50wt％。5.根据权利要求1所述的锂离子电池正...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴秋萍，刘微，胡亦杨，刘婵，侯敏，曹辉，
申请(专利权)人：上海瑞浦青创新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：