本發(fā)明涉及鋰離子動力電池領域，具體涉及一種高溫鋰離子動力電池及其制備方法。
背景技術：
石油資源日益枯竭，在下次石油危機來臨之前，大力發(fā)展純電動汽車是不二之選。據(jù)工信部統(tǒng)計，2015年，純電動客車市場的累計產(chǎn)量達到8.8萬輛，同比增長584％，相比2014年的凈增量達到7.5萬輛；2016年上半年純電動客車產(chǎn)量達三萬多輛，是去年同期的兩倍多。電動大巴車主要采用磷酸鐵鋰動力電池，磷酸鐵鋰動力電池在溫度較高(特別是高于50℃)的情況下，循環(huán)性能大大降低，不僅如此，2016年夏季，由于高溫導致電池脹氣，漏液等情況已經(jīng)導致不同型號的電動汽車(大巴)發(fā)生多起自燃事故；為解決電動大巴高溫使用的問題，本發(fā)明提供一種可供高溫下安全使用的鋰離子動力電池。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的鋰電池在高溫60℃下循環(huán)，會出現(xiàn)脹氣、容量損失速率快、容量保持率只能達到1500周的不足，提供一種在高溫60℃情況下循環(huán)可以達到3000周的高溫鋰離子動力電池及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
一種高溫鋰離子動力電池，包括正極、隔膜、負極、電解液和外殼，所述
正極的活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰，且磷酸鐵鋰碳包覆為3～5nm；
正極集流體為涂炭鋁箔；
隔膜為涂層隔膜，且隔膜基體為聚丙烯，涂層為陶瓷；
負極為人造石墨，且人造石墨為石油焦煅燒的1次粒子，石墨化度為90～95％；
電解液包括有機溶劑和添加劑，所述有機溶劑為30～35％的碳酸乙烯酯、30～50％的碳酸甲乙酯、5～10％的碳酸丙烯酯和5～40％的碳酸二乙酯的混合溶液，添加劑為2～2.5％的碳酸亞乙烯酯；
外殼內(nèi)部覆有0.3～0.5μm硅膠。
優(yōu)選地，所述涂炭鋁箔的鋁箔厚度為10～16μm，涂炭厚度為0.5～2μm。
優(yōu)選地，所述隔膜的陶瓷厚度為3～10μm。
優(yōu)選地，所述電解液中的有機溶劑為35％的碳酸乙烯酯、30％的碳酸甲乙酯、5％的碳酸丙烯酯和30％的碳酸二乙酯的混合溶液，添加劑為2.5％的碳酸亞乙烯酯。
優(yōu)選地，所述外殼為鋁殼、鋼殼或者塑殼。
制備所述的高溫鋰離子動力電池的方法，包括以下步驟：
1)、將磷酸鐵鋰混入溶劑中，加入導電劑，通過高速分散，制成漿料涂覆在涂炭鋁箔上，分切成所需尺寸極片；
2)、將負極人造石墨混入溶劑中，加入導電劑，通過高速分散，制成漿料涂覆在集流體上，分切成所需尺寸極片；
3)、通過陶瓷隔膜將正負極片疊加在一起，制成電芯；
4)、將電芯裝入外殼內(nèi)，注入電解液，然后通過高溫45～50℃靜置，再真空化成，化成后再通過45～50℃老化；
5)、老化后再分容，化成電池制作。
優(yōu)選地，步驟3)所述電芯疊加為Z字形疊片工藝。
優(yōu)選地，步驟4)所述真空化成的真空度為-0.04～-0.09kpa。
本發(fā)明的有益效果在于：正極采用碳包覆的磷酸鐵鋰，碳包覆厚度控制在3～5nm，增加離子導通性，防止磷酸鐵鋰金屬和電解液在高溫下接觸，導致金屬溶出，負極采用石油焦一次顆粒人造石墨，解決了石墨在高溫下的膨脹和結晶結構坍塌的問題，隔膜使用聚丙烯，增加雙向拉伸和收縮性，采用晶體轉(zhuǎn)換工藝，再配上陶瓷層，增加隔膜的吸液率，保證在高溫情況下，電解液的存液率。電解液使用沸點比較高的碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和、碳酸二乙酯的混合溶液，保證高溫下電解液不容易蒸發(fā)，添加劑采用碳酸亞乙烯酯，保證在高溫下SEI膜的形成更加穩(wěn)定；正極集流體采用涂炭鋁箔，增加集流體的導通性，保證集流體的散熱效果，外殼使用涂有硅膠的鋁殼，增加外殼的散熱效果，注液后靜置采用高溫老化，保證在SEI膜初步形成的時候，增加SEI膜的高溫適應性?；刹捎谜婵栈杀ＷC在激活的過程中，SEI膜更加致密。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例1制備的高溫鋰離子動力電池的高溫循環(huán)圖。
具體實施方式
為更好理解本發(fā)明，下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述，以下實施例僅是對本發(fā)明進行說明而非對其加以限定。
實施例1：
一種高溫鋰離子動力電池，正極為碳包覆后的磷酸鐵鋰，碳包覆為3nm，負極使用石油焦的一次粒子，石墨化度92％，電解液為30％的碳酸乙烯酯、35％的碳酸甲乙酯、5％的碳酸丙烯酯和30％的碳酸二乙酯的混合溶液，添加劑為2.5％的碳酸亞乙烯酯；隔膜為涂層隔膜，且隔膜基體為聚丙烯，涂層為陶瓷；陶瓷厚度為6μm；正極集流體：涂炭鋁箔，鋁箔厚度為16μm，涂炭厚度為1μm；外殼為鋁殼，內(nèi)部硅膠涂厚為0.5μm。
制備方法包括以下步驟：
1)、將磷酸鐵鋰混入溶劑中，加入導電劑，通過高速分散，制成漿料涂覆在涂炭鋁箔上，分切成所需尺寸極片；
2)、將負極人造石墨混入溶劑中，加入導電劑，通過高速分散，制成漿料涂覆在集流體上，分切成所需尺寸極片；
3)、通過陶瓷隔膜將正負極片疊加在一起，制成電芯；
4)、將電芯裝入外殼內(nèi)，注入電解液，然后通過高溫45℃靜置，再-0.04kpa真空度真空化成，化成后再通過45℃老化；
5)、老化后再分容，化成電池制作。
實施例2：
一種高溫鋰離子動力電池，正極為碳包覆后的磷酸鐵鋰，碳包覆為5nm，負極使用石油焦的一次粒子，石墨化度95％，電解液為35％的碳酸乙烯酯、50％的碳酸甲乙酯、10％的碳酸丙烯酯和5％的碳酸二乙酯的混合溶液，添加劑為2.5％的碳酸亞乙烯酯；隔膜為涂層隔膜，且隔膜基體為聚丙烯，涂層為陶瓷；陶瓷厚度為10μm；正極集流體：涂炭鋁箔，鋁箔厚度為10μm，涂炭厚度為0.5μm；外殼為鋁殼，內(nèi)部硅膠涂厚為0.3μm。
1)、將磷酸鐵鋰混入溶劑中，加入導電劑，通過高速分散，制成漿料涂覆在涂炭鋁箔上，分切成所需尺寸極片；
2)、將負極人造石墨混入溶劑中，加入導電劑，通過高速分散，制成漿料涂覆在集流體上，分切成所需尺寸極片；
3)、通過陶瓷隔膜將正負極片疊加在一起，采用Z字形疊片工藝制成電芯；
4)、將電芯裝入外殼內(nèi)，注入電解液，然后通過高溫48℃靜置，再-0.06kpa真空度真空化成，化成后再通過48℃老化；
5)、老化后再分容，化成電池制作。
實施例3：
一種高溫鋰離子動力電池，正極為碳包覆后的磷酸鐵鋰，碳包覆為4nm，負極使用石油焦的一次粒子，石墨化度90％，電解液為33％的碳酸乙烯酯、30％的碳酸甲乙酯、8％的碳酸丙烯酯和40％的碳酸二乙酯的混合溶液，添加劑為2％的碳酸亞乙烯酯；隔膜為涂層隔膜，且隔膜基體為聚丙烯，涂層為陶瓷；陶瓷厚度為3μm；正極集流體：涂炭鋁箔，鋁箔厚度為14μm，涂炭厚度為2μm；外殼為鋁殼，內(nèi)部硅膠涂厚為0.4μm。
1)、將磷酸鐵鋰混入溶劑中，加入導電劑，通過高速分散，制成漿料涂覆在涂炭鋁箔上，分切成所需尺寸極片；
2)、將負極人造石墨混入溶劑中，加入導電劑，通過高速分散，制成漿料涂覆在集流體上，分切成所需尺寸極片；
3)、通過陶瓷隔膜將正負極片疊加在一起，制成電芯；
4)、將電芯裝入外殼內(nèi)，注入電解液，然后通過高溫50℃靜置，再真空化成，化成后再通過50℃老化；
5)、老化后再分容，化成電池制作。
實施例4：
一種高溫鋰離子動力電池，正極為碳包覆后的磷酸鐵鋰，碳包覆為4nm，負極使用石油焦的一次粒子，石墨化度94％，電解液為35％的碳酸乙烯酯、30％的碳酸甲乙酯、5％的碳酸丙烯酯和30％的碳酸二乙酯的混合溶液，添加劑為2.5％的碳酸亞乙烯酯；隔膜為涂層隔膜，且隔膜基體為聚丙烯，涂層為陶瓷；陶瓷厚度為6μm；正極集流體：涂炭鋁箔，鋁箔厚度為14μm，涂炭厚度為1μm；外殼為鋁殼，內(nèi)部硅膠涂厚為0.4μm。
1)、將磷酸鐵鋰混入溶劑中，加入導電劑，通過高速分散，制成漿料涂覆在涂炭鋁箔上，分切成所需尺寸極片；
2)、將負極人造石墨混入溶劑中，加入導電劑，通過高速分散，制成漿料涂覆在集流體上，分切成所需尺寸極片；
3)、通過陶瓷隔膜將正負極片疊加在一起，采用Z字形疊片工藝制成電芯；
4)、將電芯裝入外殼內(nèi)，注入電解液，然后通過高溫50℃靜置，再-0.09kpa真空度真空化成，化成后再通過50℃老化；
5)、老化后再分容，化成電池制作。
對比例：
一種鋰離子動力電池，正極為碳包覆的磷酸鐵鋰，碳包覆為1nm，負極使用石油焦、針狀焦混合的二次粒子，石墨化度為85％，電解液為30％的碳酸乙烯酯，30％的碳酸二甲酯，30％的碳酸甲乙酯，10％的碳酸丙烯酯，添加劑為1.5％的碳酸亞乙烯酯，隔膜為聚乙烯，無涂層陶瓷，正極集流體使用15μm的鋁箔，無涂炭，外殼使用塑殼，無涂硅膠。
1)、將磷酸鐵鋰混入溶劑中，加入導電劑，通過高速分散，制成漿料涂覆在涂炭鋁箔上，分切成所需尺寸極片；
2)、將負極石墨混入溶劑中，加入導電劑，通過高速分散，制成漿料涂覆在集流體上，分切成所需尺寸極片；
3)、通過陶瓷隔膜將正負極片疊加在一起，制成電芯；
4)、將電芯裝入外殼內(nèi)，注入電解液，然后常溫靜置，再化成，化成后再常溫老化。
5)、老化后再分容，化成電池制作。
將實施例1-4和對比例制備的鋰離子動力電池進行高溫循環(huán)測試，測試結果如表1所示：
表1鋰離子動力電池高溫循環(huán)測試結果
由表1和圖1所示，實施例1-4制備出的高溫鋰離子動力電池在高溫循環(huán)3000周及以上時，容量保持率仍能達到80％以上，測試通過；而對比例制備出的鋰離子動力電池在高溫循環(huán)800周時，容量保持率即下降至80％，且出現(xiàn)脹氣，測試不通過。由此可見，本發(fā)明提供了一種可供高溫下安全使用的鋰離子動力電池。
以上所述實施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明的權利要求書確定的保護范圍內(nèi)。