[发明专利]磷酸铁锂电池正负极涂料

说明书

技术领域

   本发明涉及一种磷酸铁锂电池，具体讲涉及磷酸铁锂电池正负极涂料。

背景技术

锂离子电池以其单体工作电压高、高比能量密度、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应、绿色环保等优点，快速在移动电话、数码相机、个人电脑、MP3等电子通信领域得到广泛应用。而正极材料使用磷酸铁锂（LiFePO4）所制作的锂离子电池，以其材料稳定性好、安全性能好、成本低、循环寿命长等优点，更适合制作成大容量的动力电池，以用在电动车和储能领域，解决人类二十一世纪所面临的巨大的环境污染和自然资源逐渐枯竭的压力。

但目前由于磷酸铁锂（LiFePO4）材料制作过程、工艺等原因，导致磷酸铁锂（LiFePO4）材料的一致性难以控制，且材料中会含有微量的单质铁（Fe）或是氧化生成的三价铁（Fe3+），单质铁（Fe）或是三价铁（Fe3+）的存在对磷酸铁锂电池的性能的影响都是致命的，尤其是在高温条件下进行充放电循环时，由于单质铁（Fe）或是三价铁（Fe3+）的存在，导致磷酸铁锂电池正负极材料性能快速衰减，电池容量也快速衰减。目前常规的磷酸铁锂电池制造时，在磷酸铁锂电池正负极材料中仅有磷酸铁锂正负极活性物质、导电剂和粘结剂。正负极材料中单质铁或三价铁无法降低，虽然磷酸铁锂单体电池的常温循环寿命可以达到2000次以上，但当由很多电池组成系统时，由于系统中每只单体电池所处的环境温度的差异，个别电池容量快速衰减，特别是用于电动车和储能领域时，由于系统庞大，系统内热量分布不均，局部温度过高，从而导致整个系统的循环寿命大打折扣。

因此，改善磷酸铁锂电池在高温条件下的充放电循环性能，对在电动车和储能领域应用的大容量磷酸铁锂电池系统整体寿命的改善有着至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有磷酸铁锂电池的不足之处，提供一种能够提高磷酸铁锂电池在高温条件下充放电循环寿命的磷酸铁锂电池正负极涂料。

本发明的技术方案是：磷酸铁锂电池正负极涂料，包括正负极活性物质、导电剂、粘结剂。改进之处是该正负极涂料中添加磷酸盐MPO4和/或偏磷酸盐MPO3的正负极添加剂，式中M为Na和/或K，所述正负极添加剂占正负极涂料总量的重量百分比为0.01%～2.5%。

所述正负极添加剂的粒径为0.01～20μm。

本发明的磷酸铁锂电池正负极涂料，其正极活性物质为磷酸铁锂（LiFePO4），负极活性物质为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、锡基氧化物、硅基合金、钛的氧化物中的一种或一种以上。所采用的导电剂为乙炔黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、导电碳黑中的一种或一种以上。所采用的粘结剂为聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、羧甲基纤维素钠（CMC）、苯乙烯与丁二烯的共聚物（SBR）、丙烯腈多元共聚物（LA系列）、丙烯腈与丁二烯的共聚物（NBR）中的一种或一种以上。

本发明涉及的磷酸铁锂电池，是由所述的磷酸铁锂电池正负极添加剂正负极活性物质、导电剂和粘结剂组成的磷酸铁锂电池正负极涂料涂敷在相应的集流体上经烘干制成的磷酸铁锂电池正负极再与隔膜、电解液和电池壳体经封装、化成制成。

本发明在磷酸铁锂电池正负极涂料中加入作为添加剂的磷酸盐、偏磷酸盐的一种或一种以上，并且添加剂的添加量和粒径有合理的限定，可以有效降低单质铁（Fe）或是三价铁（Fe3+）的存在对磷酸铁锂电池的性能的影响，从而可以大幅度提高磷酸铁锂电池在高温条件下的充放电循环寿命。

具体实施方式

本发明一种磷酸铁锂电池正负极添加剂、正负极和磷酸铁锂电池。

所述的磷酸铁锂电池是由所述的磷酸铁锂电池正负极添加剂、所述的磷酸铁锂电池正负极活性物质、所述的导电剂和所述的粘结剂组成的磷酸铁锂电池正负极材料涂敷在相应的集流体上经烘干制成的磷酸铁锂电池正负极、隔膜、电解液和电池壳体经封装、化成制成。所述的磷酸铁锂正负极添加剂占磷酸铁锂电池正负极材料总重量的0.01%～2.5%，所述的磷酸铁锂电池正负极添加剂含量小于0.01%，则不能达到本发明的目的，若高于2.5%，则会降低磷酸铁锂电池的容量。所述的磷酸铁锂电池正负极添加剂为粒径为0.01μm～20μm的磷酸盐（MPO4，M为金属离子）或偏磷酸盐（MPO3， M为金属离子）的一种或一种以上。

下面通过应用实例对本发明进行更加详细的说明。