一種鋰離子電池的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于鋰離子電池領域，具體涉及一種鋰離子電池。
【背景技術】
[0002] 隨著傳統化石燃料能源的不斷消耗與日趨枯竭，世界各國都在極力尋找新的替代 能源，鋰離子電池因具有循環壽命長、能量密度高、無記憶效應、綠色環保等優點而成為了 研究熱點。近年來，隨著世界各國對新能源產業的推動與支持，新能源汽車迎來了快速發展 時期，而鋰離子電池成為了新能源電池的重要能源供給。
[0003]目前，應用于新能源汽車領域的鋰離子電池主要有磷酸鐵鋰電池、三元電池和磷 酸錳鐵鋰電池。磷酸鐵鋰為橄欖石結構，在充放電過程中電極材料結構穩定，具有優良的循 環性能和安全性能。但是，磷酸鐵鋰振實密度和壓實密度較低，放電電壓平臺低（約為 3.2V)，使得磷酸鐵鋰電池能量密度較低，目前圓柱32650型磷酸鐵鋰電池最高能量密度約 為120Wh/Kg，這難以滿足新能源汽車對續航里程越來越嚴苛的要求。三元電池應用于新能 源汽車上的優勢在于能量密度高U150Wh/Kg)，但其安全性能較差，難以通過針刺測試，需 要比較完善的電池管理系統來進行控制。磷酸錳鐵鋰電池的優勢在于安全性好、工作電壓 高，但是磷酸錳鐵鋰的倍率性能和循環性能較差。因此，本領域內尚缺乏一種同時具有高安 全性能、長循環性能和高能量密度的鋰離子電池。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題在于同時提高鋰離子電池的安全性能、循環性能及能 量密度，旨在滿足新能源汽車對鋰離子電池循環性能、安全性能和能量密度的要求。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供了一種鋰離子電池，包括一正極片、一負極片、 一隔膜及電解液，所述正極片表面涂覆有正極漿料，所述正極漿料包括正極活性物質，所述 正極活性物質包括磷酸鐵鋰、三元材料及磷酸錳鐵鋰；所述三元材料的通式為 LiNixCoyMni-x-y〇2，其中 0〈x〈 1，0〈y〈 1，0〈x+y〈 1。
[0006] 進一步地，所述磷酸鐵鋰、三元材料及磷酸猛鐵鋰的質量比為：10~60:10~50:10 ~50〇
[0007]進一步地，所述正極漿料還包括導電劑，所述導電劑為碳納米管。
[0008]進一步地，所述碳納米管占正極漿料的質量百分比為1%~5%。
[0009]進一步地，所述正極漿料還包括粘結劑，所述粘結劑為聚偏二氟乙烯或聚四氟乙 稀。
[00?0]進一步地，所述粘結劑占正極楽;料的質量百分比為1%~5%。
[0011] 進一步地，所述負極片表面涂覆有負極漿料，所述負極漿料包括負極活性物質、負 極導電劑、負極分散劑及負極粘結劑;所述負極活性物質、負極導電劑、負極分散劑及負極 粘結劑的質量比為:85-95:2-5:1-3:2-5。
[0012] 進一步地，所述負極活性物質為石墨碳、石墨烯、硅碳和人造石墨中的至少一種。
[0013]進一步地，所述負極分散劑為羧甲基纖維素。
[0014]進一步地，所述負極導電劑為乙炔黑；所述負極粘結劑為聚乙烯醇和聚四氟乙烯 中的至少一種。
[0015]本發明與現有技術相比，有益效果在于:本發明的鋰離子電池的正極漿料中的正 極活性物質采用磷酸鐵鋰、三元材料和磷酸錳鐵鋰三種材料的復合，充分利用磷酸鐵鋰的 高安全性，三元材料的高能量密度和磷酸錳鐵鋰的高電壓平臺，同時可以克服三種材料單 獨利用時存在的不足，顯著提高電池的循環性能和能量密度。所述三相復合時，小顆粒的鐵 鋰材料可以包裹于三元材料顆粒表面，粒徑相對較小的三元材料顆粒亦可填充于磷酸錳鐵 鋰的中空結構中，當電池發生短路、針刺等安全測試時，短路點首先作用與磷酸錳鐵鋰和磷 酸鐵鋰顆粒上，可以充分利用磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰的高安全性，短路電阻較大，對短路電 流起到緩沖和減弱作用，從而起到安全保護的作用顯著改善鋰離子電池的安全性能。由本 發明制備的鋰離子電池實現了行業發展對電池的循環性能、能量密度和安全性能的要求。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明實施例1、2、3提供的三種電池在2.75V-4.2V，3C時的循環曲線圖。 [0017]圖2是本發明實施例1、2、3提供的三種電池在1C，_20°C下的放電曲線圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。
[0019]按照本發明的技術方案制備鋰離子電池：
[0020] 一種鋰離子電池，包括一正極片、一負極片、一隔膜及電解液，所述正極片表面涂 覆有正極漿料，所述正極漿料包括正極活性物質，所述正極活性物質包括磷酸鐵鋰、三元材 料及磷酸猛鐵鋰;所述三元材料的通式為LiNixCoyMni-X-y〇2,其中0〈x〈l，0〈y〈l，0〈x+y〈l。所 述磷酸鐵鋰、三元材料及磷酸錳鐵鋰的質量比為：10~60:10~50:10~50。
[0021] 具體地，所述正極漿料還包括導電劑，所述導電劑為碳納米管;所述碳納米管占正 極漿料的質量百分比為1%~5%。所述正極漿料還包括粘結劑，所述粘結劑為聚偏二氟乙 烯或聚四氟乙烯;所述粘結劑占正極漿料的質量百分比為1%~5%。
[0022] 具體地，所述負極片表面涂覆有負極漿料，所述負極漿料包括負極活性物質、負極 導電劑、負極分散劑及負極粘結劑;所述負極活性物質、負極導電劑、負極分散劑及負極粘 結劑的質量比為:85-95:2-5:1-3:2-5。
[0023]具體地，所述負極活性物質為石墨碳、石墨烯、硅碳和人造石墨中的至少一種。所 述負極分散劑為羧甲基纖維素。所述負極導電劑為乙炔黑;所述負極粘結劑為聚乙烯醇和 聚四氟乙烯中的至少一種。
[0024]具體地，所述隔膜為PP(聚丙烯）和/或PE(聚乙烯）、在PP和/或PE表面涂覆無機化 合物或有機化合物、聚乙烯雙面陶瓷隔膜;所述無機化合物包括Al2〇3，Si02，所述有機物為 PVDF(聚偏氟乙烯）。
[0025]具體地，所述電解液包括電解質和有機溶劑；所述電解質包括LiPF6、LiCl〇4、 LiAsF6中的至少一種，所述溶劑包括EC(碳酸乙烯酯）、DMC(碳酸二甲酯）、DEC(碳酸二乙酯） 中的至少一種。
[0026]本發明制備的鋰離子電池，主要是對正極活性物質進行了調整。磷酸錳鐵鋰電壓 平臺為3.9-4.IV，三元材料電壓平臺為3.4-3.6V，磷酸鐵鋰電壓平臺為3.1-3.2V。在2.5-4.2V充放電電壓區間內，其中，2.5-3.4V范圍內的充放電反應主要由磷酸鐵鋰材料承擔進 行，3.4-3.9V范圍內的充放電反應主要由三元材料承擔進行，3.9-4.2V電壓范圍內的充放 電反應主要由磷酸錳鐵鋰材料承擔進行。因此相比于單相體系和兩相復合體系，本發明的 三相體系在設定的電壓區間范圍內各個材料所承受的電壓較窄，因此三相體系電池的能量 密度得到提升，同時循環性能也有所提高。
[0027]三元材料顆粒為類球形，顆粒較大，中位徑為10-15μπι(中位徑用D5Q表示，是指一個 樣品的累計粒度分布百分數達到50 %時所對應的粒徑）；磷酸鐵鋰為小顆粒材料，中位徑為 1-2μπι;磷酸錳