[发明专利]一种可实现快速充放电的石墨烯磷酸铁锂锂离子电池及其制造方法

摘要

本发明公开了一种可实现快速充放电的石墨烯磷酸铁锂锂离子电池及其制造方法，属于可重复使用的磷酸铁锂锂离子二次电池技术领域。本发明它以在正极浆料中加入不同比例的油性石墨烯浆料取代导电剂SP作为电池阴极；以在负极石墨类材料中加入不同比例的水性石墨烯浆料取代导电剂SP作为电池阳极，以将正负极浆料涂敷在正负极箔材之上，通过涂布机高温烘烤、辊压、模切等工序制作成正负极极片，以多孔PP和PE为隔膜，以EC、DMC、EMC混合物为电解液，以1.0～1.4摩尔/升LIPF6为电解质，使用金属罐、塑胶外壳或者铝塑膜作为外壳做成电池。添加石墨烯的电池显著的降低了电池的内阻，提高了电池倍率充放电性能。

主权项

一种可实现快速充放电的石墨烯磷酸铁锂锂离子电池及其制造方法，其特征在于：它包括如下制造步骤：（1）正极材料烘烤将正极材料与粘结剂放入真空烘箱抽真空烘烤，烘烤温度100～120℃，烘烤时间不少于4小时；（2）制作正极溶液首先将PVDF和NMP进行混合，配置成2～8%的溶液，采用高速分散机混合，使用公转30～50rpm速度，自转使用3000～4000rpm速度搅拌2～3小时，加入导电剂、石墨烯浆料，公转速度30～50rpm，自转3000～4000rpm进行2小时以上的分散；加入磷酸铁锂正极材料，公转速度30～50rpm，自转3000～4000rpm的速度搅拌1～3小时，再加入溶剂NMP调整溶液的粘度；最终溶液的比例为正极活性物质所述的正极活性物质、粘结剂、导电剂（sp、ks6）、石墨烯的重量份比为85～95 : 2～5 : 0～4: 0.5～2: 0.2～3，正极浆料固含量为45～55%；粘度5500～6500mPaS；（3）制作负极溶液首先将CMC和水进行混合，配置成0.2～3%的溶液，采用高速分散机混合，使用公转30～50rpm速度，自转使用3000～4000rpm速度搅拌1.5～3小时；加入导电剂，使用公转30～50rpm速度，自转使用3000～4000rpm速度搅拌2～3小时；加入石墨粉，使用公转30～50rpm速度，自转使用3000～4000rpm速度搅拌2～3小时；加入SBR搅拌0.5小时以上；再加入水调整溶液的粘度；最终溶液的比例为负极活性物质、CMC、导电剂（sp）、SBR、石墨烯的重量份比为85～95 : 1～3 : 0.5～2 : 1～3 ：0.1～2，负极浆料固含量为45～50%；粘度2500～3000mPaS；（4）制作正极片将正浆料均匀的涂布在厚度0.010～0.030mm厚的铝箔上，采用80～150℃的大量热风循环进行烘干，并将涂布完成的成卷大片用300～500吨的压力进行辊压，辊压完毕的大片使用模切机模切成小片；（5）制作负极片将负极浆料均匀的涂布在厚度0.009～0.012厚的铜箔上，采用80～150℃的大量热风循环进行烘干，并将涂布完成的成卷大片用300～500吨的压力进行辊压，辊压完毕的大片使用模切机模切成小片；（6）制作电芯将正极和负极极片以及隔膜进行叠片或卷绕，并保证隔膜把正极和负极极片隔开，最后将电芯装入金属罐、塑胶壳、或用铝塑膜进行外包装；（7）注液、封口给干燥过的电池加入电解液，加电解液环境湿度要求≤1%以下，温度≤25℃以下，并采用机械封口的方式进行封口；（8）化成、分容将制作好的电池用0.05C、0.1C、0.2C逐渐加大的电流进行化成，并用0.5C进行分容。