一种低温磷酸铁锂电池及其极片与其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低温磷酸铁锂电池及其极片与其制备方法，属于磷酸铁锂电池技术领域。该电池极片采用的集流体为涂炭铜箔，采用的涂布浆料中的溶质含有2～3wt％的CMC、2～3wt％的SBR、1.5～2.5wt％的Super

【技术实现步骤摘要】
一种低温磷酸铁锂电池及其极片与其制备方法


[0001]本专利技术涉及磷酸铁锂电池
，具体而言，涉及一种低温磷酸铁锂电池及其极片与其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，磷酸铁锂材料在价格和电池的循环性能方面具有比三元和钴酸锂更明显的优势，因此在很多领域都使用磷酸铁锂电池，特别是近来发展迅速的电动车领域，但是该材料也存在明显的缺点，例如：
[0003]涂布时粘结牢固度差，在极片辊压时极其容易掉粉，造成极片毛刺多，致使电池低电压比例高，循环性能只能达到1000次左右，在电池低温零下20℃至40℃放电时，极片的内阻增加，无法进行放电。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种低温磷酸铁锂电池极片，其有利于提高涂布的粘结牢固度，在辊压时不容易掉粉。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种上述低温磷酸铁锂电池极片的制备方法。
[0007]本专利技术的目的之三在于提供一种含有上述低温磷酸铁锂电池极片的低温磷酸铁锂电池。
[0008]本专利技术的目的之四在于提供一种上述低温磷酸铁锂电池的制备方法。
[0009]本申请可这样实现：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种低温磷酸铁锂电池极片，其采用的集流体为涂炭铜箔，其采用的涂布浆料中的溶质含有2～3wt％的CMC、2～3wt％的SBR、1.5～2.5wt％的Super
‑
P、1～2wt％的VGCF，余量为石墨。
[0011]在可选的实施方式中，涂布浆料中的溶质含有2.5％的CMC、2.5％的SBR、2％的Super
‑
P、1.5％的VGCF，余量为石墨。
[0012]第二方面，本专利技术提供如前述实施方式的低温磷酸铁锂电池极片的制备方法，包括以下步骤：将CMC、SBR、Super
‑
P、VGCF、石墨按预设配比在溶剂中混合，得到浆料；将浆料涂布于集流体，随后第一次烘烤、辊压，得到极片。
[0013]在可选的实施方式中，浆料的制备包括：将Super
‑
P加入CMC溶液中，第一次搅拌；随后加入VGCF，第二次搅拌；再加入石墨，第三次搅拌；最后加入SBR，第四次搅拌。
[0014]在可选的实施方式中，浆料的制备过程中：温度为20～45℃，真空度不低于
‑
0.08MPa，湿度不超过45％。
[0015]在可选的实施方式中，浆料的粘度为2500～3500mPa
·
s。
[0016]在可选的实施方式中，涂布过程具有以下特征中的至少一种：
[0017]特征一：集流体的厚度为6～10μm；
[0018]特征二：集流体表面的涂炭层厚度为180～220nm；
[0019]特征三：浆料在集流体单面表面的面密度为5～7mg/cm2；
[0020]特征四：涂布速度为11～13m/min；
[0021]特征五：涂布温度为60～90℃。
[0022]在可选的实施方式中，第一次烘烤的温度为100～105℃，第一次烘烤的总间为520～560min。
[0023]在可选的实施方式中，第一次烘烤后，将温度降至不超过25℃再进行辊压。
[0024]第三方面，本专利技术提供一种低温磷酸铁锂电池，含有前述实施方式的低温磷酸铁锂电池极片。
[0025]第四方面，本专利技术提供如前述实施方式的低温磷酸铁锂电池的制备方法，包括以下步骤：
[0026]采用叠片工艺将多个低温磷酸铁锂电池极片重叠，随后封装、第二次烘烤、注入电解液、活化、高压化成、老化。
[0027]在可选的实施方式中，第二次烘烤的温度为75～85℃；第二次烘烤的总间为32～40h；
[0028]和/或，活化是于42～48℃的条件下进行至少48h。
[0029]在可选的实施方式中，高压化成采用三段压力化成：
[0030]第一段压力化成是于压力为1.5～2.5kg的条件下进行0.04～0.06C充电110～130min；
[0031]第二段压力化成是于压力为2.5～3.5kg的条件下进行0.15～0.25C充电55～65min；
[0032]第三段压力化成是于压力为3～4kg的条件下进行0.25～0.35C充电115～125min。
[0033]在可选的实施方式中，高压化成的温度可以为55
‑
65℃。
[0034]在可选的实施方式中，老化是于42～48℃的条件下70～74h。
[0035]本申请的有益效果包括：
[0036]传统的磷酸铁锂电池极片的涂布浆料中的溶质中通常含有4.5％的SBR、2％的Super
‑
P、1％的VGCF，余量为石墨。本申请创造性地通过对配料进行调整，降低了SBR的含量，有利于降低电池在低温条件下的RCT，避免SBR在负极中含量越高导致电池的低温性能和放电效率越差的问题。
[0037]但SBR的用量减少后，会导致石墨在铜箔上的粘结牢固度下降，为避免负极掉粉，本申请特采用涂炭铜箔工艺，涂炭铜箔能提供极佳的静态导电性能，收集活性物质的微电流，从而可以大幅度降低石墨和集流之间的接触电阻，并能提高两者之间的附着能力，消除SBR降低对极片的粘结影响，从而可使相应的磷酸铁锂电池在
‑
20℃至
‑
40℃的条件下具有良好的放电性能。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
[0039]图1为本申请试验例中对比例1对应的磷酸铁锂电池的测试结果图；
[0040]图2为本申请试验例中实施例1对应的磷酸铁锂电池的测试结果图。
具体实施方式
[0041]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0042]下面对本申请提供的低温磷酸铁锂电池及其极片与其制备方法进行具体说明。
[0043]本申请提出一种低温磷酸铁锂电池极片(负极极片)，其采用的集流体为涂炭铜箔，其采用的涂布浆料中的溶质含有2～3wt％的CMC、2～3wt％的SBR、1.5～2.5wt％的Super
‑
P、1～2wt％的VGCF，余量为石墨。
[0044]作为参考地，涂布浆料中的溶质所含的CMC可以为2wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.6wt％、2.7wt％、2.8wt％、2.9w本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温磷酸铁锂电池极片，其特征在于，所述低温磷酸铁锂电池极片采用的集流体为涂炭铜箔，所述低温磷酸铁锂电池极片采用的涂布浆料中的溶质含有2～3wt％的CMC、2～3wt％的SBR、1.5～2.5wt％的Super
‑
P、1～2wt％的VGCF，余量为石墨。2.根据权利要求1所述的低温磷酸铁锂电池极片，其特征在于，所述涂布浆料中的溶质含有2.5％的CMC、2.5％的SBR、2％的Super
‑
P、1.5％的VGCF，余量为石墨。3.如权利要求1或2所述的低温磷酸铁锂电池极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将CMC、SBR、Super
‑
P、VGCF、石墨按预设配比在溶剂中混合，得到浆料；将所述浆料涂布于集流体，随后第一次烘烤、辊压，得到极片。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述浆料的制备包括：将Super
‑
P加入CMC溶液中，第一次搅拌；随后加入VGCF，第二次搅拌；再加入石墨，第三次搅拌；最后加入SBR，第四次搅拌；优选地，所述浆料的制备过程中：温度为20～45℃，真空度不低于
‑
0.08MPa，湿度不超过45％；优选地，所述浆料的粘度为2500～3500mPa
·
s。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，涂布过程具有以下特征中的至少一种：特征一：所述集流体的厚度为6～10μm；特...

【专利技术属性】
技术研发人员：范国义，凌国强，冯林涛，
申请(专利权)人：重庆威宏能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：