[发明专利]一种用于提高磷酸铁锂电池循环使用寿命的方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及到一种用于提高磷酸铁锂电池循环使用寿命的方法。 

背景技术

磷酸铁锂LiFePO₄材料具有成本低、环境相容性好、比容量较高、稳定性好等优点，是一种极具应用潜力的锂离子电池正极材料。但是，磷酸铁锂电池的制作成本比较高，限制了其在电动汽车及其储能领域的广泛应用。 

目前降低磷酸铁锂电池制作成本的方法是通过工艺改进来降低磷酸铁锂的价格，或者通过提高磷酸铁锂电池的循环使用寿命来间接降低该电池的制作成本。 

多数情况下磷酸铁锂电池的循环使用寿命为2000～3000次，提高磷酸铁锂电池循环使用寿命的方法通常是在磷酸铁锂里加入一些导电剂以提高锂电池的导电性，导电性提高既提高了循环使用寿命。或是通过在浆料中添加弱酸性或弱碱性物质来提高锂电池的循环使用寿命，如专利CN101841028A公开了一种提高电池循环寿命的方法，主要是在磷酸铁锂浆料中添加碳酸锂弱碱性物质以提高电池的循环使用寿命，但是存在碳酸锂在浆料中不稳定并造成锂电池在后期循环过程中的稳定性变差，同时由于磷酸铁锂中Fe²在不同的碱性条件下氧化还原能力不同，造成磷酸铁锂化学稳定性不同，pH值过高即碱性过大会造成Fe²⁺的氧化能力过强，易造成电解液的分解或铝箔的微腐蚀，并因此造成电池结构稳定性变差和内阻增加；pH值过低即碱性过低其Fe²⁺的氧化能力明显变弱，造成Fe²⁺在充放电过程中氧化还原能力变弱，从而不利于锂离子的嵌入，不利于提高锂电池的循环使用寿命。 

选择一种化学稳定性强的弱酸性或弱碱性物质并添加到磷酸铁锂浆料中配制成一定的pH值浆料是一种提高磷酸铁锂电池循环使用寿命的方法之一，但目前的技术还达不到该要求。 

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了提供一种用于提高磷酸铁锂电池循环使用寿命的方法，该方法制备出的磷酸铁锂正极浆料在pH值为8.5～9的碱性条件下，Fe²⁺具有较稳定的氧化还原能力，能显著提高了磷酸铁锂电池层间结构的稳定性和循环寿命，并且对磷酸铁锂离子电池的一致性起到积极的作用。 

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 

一种用于提高磷酸铁锂电池循环使用寿命的方法，该方法包括磷酸铁锂浆料的制备、磷酸铁锂正极浆料的制备以及正极极片的制备，磷酸铁锂电池中包含正极集流体，本发明的特征如下：

⑴磷酸铁锂浆料的制备

称取1666克质量浓度为15%的粘结剂并加入到500克的二次蒸馏水中，在25r/min转速下搅拌1小时，之后加入250克导电剂并在45~5000 r/min转速下搅拌2小时，之后按1500克磷酸铁锂和500克二次蒸馏水为一批次添加量共分三批次添加，在45~5000 r/min转速下每批次搅拌4小时得到磷酸铁锂浆料；

⑵磷酸铁锂正极浆料的制备

在所述磷酸铁锂浆料中加入450克质量浓度为5～10%的C₂H₅COOH溶液或LiOH溶液或Li₂CO₃溶液并机械搅拌1小时得到磷酸铁锂正极浆料，所述磷酸铁锂正极浆料的pH值控制在8.5～9范围；

⑶正极极片的制备

在90～110℃的涂布温度和1.5～3m/s的涂布速度下，将pH值达到8.5～9的所述磷酸铁锂正极浆料均匀涂布在正极集流体上，之后在75～85℃条件下干燥12～24h，干燥后再在5～10Mpa的压力下进行辊压即得磷酸铁锂电池使用的正极极片。

上述正极集流体采用铝箔。 

上述粘结剂是LA132水性粘结剂。 

上述导电剂是炭黑。 

上述C₂H₅COOH溶液的pH值要求达到6.5～7，LiOH溶液或Li₂CO₃溶液的pH值要求达到9～10。 

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果： 

1、本发明的方法具有制备操作过程简单，成本低，效果显著，适合大规模工业化生产。

2、本发明与背景技术相比，制备出的正极极片具有较好的化学稳定性，可以提高磷酸铁锂电池的循环使用寿命，尤其提高磷酸铁锂正极浆料的碱性环境和能力，从而提高磷酸铁锂电池的搁置性能和循环稳定性。 

附图说明