本發(fā)明屬于鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫磷酸鐵鋰電池及制備方法。
背景技術(shù)：
：磷酸鐵鋰動力電池以其高安全性、良好的高溫特性、極長的循環(huán)壽命、對環(huán)境友好、無毒無害、價(jià)格相對低廉等優(yōu)點(diǎn)引起人們的高度關(guān)注，逐漸成為電動車動力電池的重要選擇。然而磷酸鐵鋰材料本身較差的電子導(dǎo)電性和較低的鋰離子擴(kuò)散性，導(dǎo)致磷酸鐵鋰電池低溫性能較差，難于滿足電動車在低溫下行駛要求?，F(xiàn)行的電動車在低溫下進(jìn)行充電時(shí)，-25℃時(shí)的充電時(shí)間，比25℃時(shí)的充電時(shí)間慢了63％，低溫充電時(shí)間延長；低溫下循環(huán)壽命也大大降低，在-10℃的工作環(huán)境中，如果一輛電動汽車每天充放電一次，那么三個(gè)月后電池就要報(bào)廢。改善磷酸鐵鋰電池低溫充電性能，目前采用較多的做法是改善電解液的低溫性能，通過加入多種有機(jī)溶劑共溶復(fù)配，降低電解液的粘度，提高離子擴(kuò)散速率；但是由于電解液中部分溶劑在低溫下容易析晶，導(dǎo)致離子遷移困難，電導(dǎo)率低；如果電解液溶劑組份搭配欠佳，容易導(dǎo)致鋰離子擴(kuò)散和電荷轉(zhuǎn)移速度降低，影響電池低溫性能。其次，通過提高六氟磷酸鋰的濃度來改善電解液低溫性能，該方法雖然可以提高鋰離子電導(dǎo)率。但是由于電解液的 粘度會隨電解質(zhì)鋰鹽六氟磷酸鋰濃度的增大而增大，因此通過提高鋰鹽濃度的辦法，不能有效改善鋰離子擴(kuò)散速率和電荷轉(zhuǎn)移速度，也就不能改善電解液的低溫性能。另外，電解液中的添加劑與正極材料磷酸鐵鋰的相容性不好，會影響電池的電化學(xué)性能，導(dǎo)致電池首次放電效率較低，影響電池容量發(fā)揮。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對以上問題，本發(fā)明提供了一種低溫磷酸鐵鋰電池及制備方法，通過采用石墨烯包覆改性的納米化磷酸鐵鋰、改性的負(fù)極材料、功能性電解液，有效提高磷酸鐵鋰導(dǎo)電性能，提高電子遷移速率，改善電池低溫下充電，提高低溫循環(huán)壽命。其采取的技術(shù)方案是：一種低溫磷酸鐵鋰電池及制備方法，特征在于包括以下步驟：(1)正負(fù)漿料制作：將正負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑充分?jǐn)嚢杌旌铣蓾{料，所述正極活性物質(zhì)為石墨烯包覆改性的納米化磷酸鐵鋰；(2)將制備的正負(fù)極漿料經(jīng)涂布機(jī)均勻的涂布在集流體上，烘干制成正負(fù)極片；(3)電解液制作：電解液由四元有機(jī)溶劑體系、鋰鹽、添加劑組成，四元有機(jī)溶劑體系為碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯組成，鋰鹽選擇LiPF6為主，添加二氟草酸硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰中的一種或兩種。(4)將隔膜、正負(fù)極極片卷繞成放入殼體，經(jīng)封裝、注液、化成分容制作成低溫磷酸鐵鋰電池。所述的負(fù)極活性物質(zhì)為中間相石墨、改性天然石墨、軟碳、硬碳中的至少一種。所述的三元有機(jī)溶劑體系按體積比為1-2∶1-2∶1-2∶1-2。所述的鋰鹽LiPF6濃度為1.1～1.2mol/L，二氟草酸硼酸鋰與雙氟磺酰亞胺鋰體積比為0.1％-2％∶0.1％-2％。所述的添加劑為碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、碳酸丙烯酯中的至少一種。所述添加劑組分及體積比：本發(fā)明有益效果：本發(fā)明有效的提高磷酸鐵鋰導(dǎo)電性能，提高電子遷移速率，電導(dǎo)率和離子擴(kuò)散速率，降低鋰離子遷移的阻抗，改善了電解液與正負(fù)極材料之間的接觸電阻，改善低溫充電性能?！靖綀D說明】圖1-20℃/1C充電測試，圖2-20℃/1C循環(huán)測試【具體實(shí)施方式】本發(fā)明進(jìn)一步采取以下措施來實(shí)現(xiàn)：實(shí)施例一：1、正極活性物選擇經(jīng)過石墨烯包覆改性和納米造粒的磷酸鐵鋰材料，其一次粒徑小于500nm。2、負(fù)極材料選擇改性天然石墨、軟碳、硬碳復(fù)配，改性天然石墨、軟碳、硬碳質(zhì)量比為7∶1.5∶1.5。3、電解液配制，電解液由四元有機(jī)溶劑體系、鋰鹽、添加劑組成；其中，四元有機(jī)溶劑體系由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DMC)、乙酸乙酯(EA)按體積比1∶1∶1∶1混合而成；鋰鹽由1.1mol/L六氟磷酸鋰(LiPF6)，0.5％雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鋰(LiTFSI)組成；添加劑包含3％氟代碳酸乙烯酯(FEC)、3％亞硫酸丙烯酯(PS)和1％碳酸亞乙烯酯(VC)。實(shí)施例二：1、正極活性物選擇經(jīng)過石墨烯包覆改性和納米造粒的磷酸鐵鋰材料，其一次粒徑小于500nm。2、負(fù)極材料選擇改性天然石墨、軟碳復(fù)配，改性天然石墨、軟碳質(zhì)量比為7∶3。3、電解液配制，電解液由四元有機(jī)溶劑體系、鋰鹽、添加劑組成；其中，四元有機(jī)溶劑體系由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、乙酸乙酯(EA)按體積比1∶1∶1混合而成；鋰鹽由1.1mol/L六氟磷酸鋰(LiPF6)，1％二氟乙二酸硼酸鋰(LiODFB)組成；添加劑包含2％氟代碳酸乙烯酯(FEC)、5％碳酸丙烯酯(PC)和0.5％碳酸亞乙烯酯(VC)。實(shí)施例一、實(shí)施例二實(shí)施數(shù)據(jù)：1、-20℃/1C充電測試，測試方法：(1)將電芯在常溫下分容測試其容量。(2)常溫下對電芯放電至2.0V。(3)在低溫-20℃條件下擱置16h。(4)對電芯以1C倍率充電。-20℃/1C循環(huán)測試測試方法：(1)將電芯在常溫下充滿電。(2)在低溫-20℃條件下擱置16h。(3)1C放電至2.0V，擱置20min；1C充電至3.65V，截止電流0.03C；擱置20min；(4)循環(huán)150周載止。實(shí)施案例循環(huán)周數(shù)容量保持率％案例一150周86.21％案例二150周85.41％當(dāng)前第1頁1 2 3