[发明专利]一种磷酸铁锂电芯、高能量密度磷酸铁锂电池及电芯、电池的制备方法

权利要求书

1.一种磷酸铁锂电芯，其特征在于，由隔膜、正极极片、隔膜、负极极片隔膜依次重叠进行叠片制成；

所述正极极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体表面的正极涂层，所述正极涂层包括磷酸铁锂、补锂剂、超导炭黑、复合导电浆料和正极粘结剂；

所述负极极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体表面的负极涂层，所述负极涂层包括硅碳负极材料、复合导电浆料、增稠剂和负极粘结剂；

所述隔膜包括基膜和涂覆在所述基膜一侧表面的氧化铝纳米纤维涂层，以及涂覆在所述基膜另一侧表面的第一改性聚偏二氟乙烯胶层和涂覆在所述氧化铝纳米纤维涂层另一侧表面的第二改性聚偏二氟乙烯胶层；

其中，所述复合导电浆料包括炭黑、石墨烯和碳纳米管。

2.如权利要求1所述磷酸铁锂电芯，其特征在于，所述正极涂层中磷酸铁锂、补锂剂、超导炭黑、复合导电浆料和正极粘结剂的质量比为(91.5～93.5):(3～5):(0.5～1):(0.5～1):(2.0～2.5)，所述正极涂层的涂覆面密度为380～430g/m²，压实密度为2.68～2.72g/cc；所述补锂剂为铁酸锂，所述铁酸锂的克容量为600～700mAh/g。

3.如权利要求1所述磷酸铁锂电芯，其特征在于，所述负极涂层中硅碳负极材料、复合导电浆料、增稠剂和负极粘结剂的质量比为(97～97.4):(0.2～0.5):(0.5～0.8):(1.6～2.0)，所述负极涂层的涂覆面密度为150～175g/m²，压实密度为1.63～1.68g/cc；所述硅碳负极材料的掺硅量为3～5％，克容量为385～405mAh/g。

4.如权利要求1所述磷酸铁锂电芯，其特征在于，所述复合导电浆料中炭黑、石墨烯和碳纳米管的质量比为(0～10):(30～40):(60～70)；所述基膜的厚度为7μm，所述基膜的孔隙率为38～43％，所述氧化铝纳米纤维涂层的厚度为1.5μm，所述改性聚偏二氟乙烯胶层的厚度为2μm。

5.如权利要求1所述磷酸铁锂电芯，其特征在于，所述正极集流体为涂炭铝箔，所述涂炭铝箔包括铝箔和导电涂层，所述导电涂层涂覆在所述铝箔的两侧表面上，所述导电涂层的材料包括石墨烯和炭黑，所述铝箔的厚度为10～12μm；所述负极集流体为复合铜箔，所述复合铜箔包括中间层和两层铜箔，两层所述铜箔贴覆在所述中间层的两侧表面上，所述中间层的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述复合铜箔的厚度为4.5～6μm，所述铜箔的厚度为1～1.5μm。

6.一种如权利要求1～5任一项所述磷酸铁锂电芯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

合浆：将所述正极涂层的原料混合后加入溶剂搅拌均匀，得到正极浆料，将所述负极涂层的原料混合后加入溶剂搅拌均匀，得到负极浆料；

制片：将正极浆料涂覆在正极集流体表面，烘干后进行辊压，然后模切得到正极极片，将负极浆料涂覆在负极集流体表面，烘干后进行辊压，然后模切得到负极极片；

叠片：按隔膜、正极极片、隔膜、负极极片、隔膜的顺序依次重叠进行叠片，得到磷酸铁锂电芯。

7.一种高能量密度磷酸铁锂电池，其特征在于，包括外壳、正极盖板、负极盖板、电解液和如权利要求1～5任一项所述磷酸铁锂电芯。

8.如权利要求7所述高能量密度磷酸铁锂电池，其特征在于，所述电解液包括溶剂、锂盐和添加剂，所述溶剂中包括溶剂总质量3～5％的羧酸酯和5～8％的氟代碳酸乙烯酯，所述添加剂包括双氟磺酰亚胺锂、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂。