專利名稱：一種便于電池管理系統(tǒng)管理的磷酸鐵鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電池管理和磷酸鐵鋰電池技術(shù)。
背景技術(shù)：
電池管理系統(tǒng)(BMS)是電池與用戶之間的紐帶，主要對象是二次電池。二次電池存在下面的ー些缺點(diǎn)，如存儲能量少、壽命短、串并聯(lián)使用問題、使用安全性、電池電量估算困難等。電池的性能是很復(fù)雜的，不同類型的電池特性亦相差很大。BMS主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)。磷酸鐵鋰電池以它卓越的充放電性能，高能量密度，被廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、手 機(jī)及電動(dòng)工具等電子產(chǎn)品中，目前已經(jīng)成為世界各國研究開發(fā)的重點(diǎn)。普通磷酸鐵鋰電池一般以磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為電池正極的活性物質(zhì)，但磷酸鐵鋰電池放電過程中的電壓特性曲線在3. IV左右時(shí)比較平滑，不利于BMS對電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集來評估電池組的電池剩余電量(S0C)，實(shí)際評估中誤差比較大。因此，容易出現(xiàn)單只電池過充、過放導(dǎo)致電池?fù)p壞，影響電池組的正常工作，工作壽命大大縮短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要針對普通磷酸鐵鋰電池的上述不足，通過改變磷酸鐵鋰電池的電芯成分，獲得ー種便于BMS管理的新型磷酸鐵鋰電池。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在正極材料中摻入三元材料(即鎳鈷錳酸鋰LiNixC0yMn1^O2)，這樣，正極材料的成分包括磷酸鐵理(LiFePO4)、鎳鈷錳酸鋰(LiNixCoyMnmO2 )、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑PVDF，其中，LiFePO4的粒徑D5(l=l_3. 5微米，LiNixCoyMn1^yO2 的粒徑 D5(l=12_18 微米；各成分的質(zhì)量比為 LiFePO4 = LiNixCoyMn1TyO2:導(dǎo)電劑PVDF=98-99:1-2:3-4:3-5。負(fù)極材料的成分包括人造石墨、增稠劑CMC、粘結(jié)劑SBR和導(dǎo)電劑，其中，人造石墨的粒徑D5(l=12-18微米，且各成分的質(zhì)量比為人造石墨導(dǎo)電劑增稠劑CMC:粘結(jié)劑SBR=IOO: 1-2:1-3:2-3。按常規(guī)方法制成磷酸鐵鋰電池。本發(fā)明通過在正極材料中摻入所述三元材料(LiNixCoyMnnyO2),改變了磷酸鐵鋰電池在3. IV左右時(shí)的放電電壓特性曲線，使曲線變得傾斜，從而便于BMS采集電壓來估算電池組目前的SOC。本發(fā)明的有益效果是，使得BMS便于對電池的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，進(jìn)而有效的對電池進(jìn)行充放電管理，大大的延長了電池的使用壽命。


圖I是本發(fā)明與普通磷酸鐵鋰電池放電過程中電壓特性對比曲線圖。圖中X軸表示放電時(shí)間(單位s)，Y軸表示BMS系統(tǒng)采集的電壓(單位mV)。I為普通磷酸鐵鋰電池放電過程中的電壓特性曲線，2為本發(fā)明放電過程中的電壓特性曲線。
具體實(shí)施例方式為了說明問題，我們分別制備普通磷酸鐵鋰和本發(fā)明提供的新型磷酸鐵鋰電池來進(jìn)行比較。普通磷酸鐵鋰電池電芯正極材料各成分的質(zhì)量比為LiFePO4:導(dǎo)電劑PVDF=125:2:3，負(fù)極材料各成分的質(zhì)量比為人造石墨導(dǎo)電劑CMC:SBR=100:1. 5:1. 5:2. 5。按常規(guī)方法制成型號為756070的磷酸鐵鋰電池，并按常規(guī)IC放電。本發(fā)明的電芯正極材料體各成分的質(zhì)量比為LiFePO4: LiNi0.33Co0.33Mn0.3302 :導(dǎo)電劑PVDF=IOO: 1:3:5，負(fù)極材料各成分的質(zhì)量比為人造石墨導(dǎo)電劑CMC:SBR=100:1. 5:1. 5:2. 5。按常規(guī)方法制成型號為756070的磷酸鐵鋰電池，并按常規(guī)IC放電。 參照附圖，I為普通磷酸鐵鋰電池放電過程中的電壓特性曲線，2為本發(fā)明放電過程中的電壓特性曲線。由圖可見，本發(fā)明在放電過程中電壓下降隨時(shí)間的變化率較普通磷酸鐵鋰電池的要大，放電電壓特性曲線更傾斜，達(dá)到了便于BMS有效管理的目的。
權(quán)利要求
1.一種磷酸鐵鋰電池，其電芯由正極材料和負(fù)極材料組成，其特征是在正極材料中摻入三元材料(即鎳鈷錳酸鋰LiNixCoyMn1IyO2),正極材料的成分包括磷酸鐵理(LiFeP04)、鎳鈷錳酸鋰(LiNixCOyMni_x_y02)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑PVDF;負(fù)極材料的成分包括人造石墨、增稠劑CMC、粘結(jié)劑SBR和導(dǎo)電劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的正極材料，其特征是=LiFePO4的粒徑D5tl=I-3. 5微米，LiNixCoyMnnyO2的粒徑D5(l=12_18微米，正極材料各成分的質(zhì)量比為LiFePO4: LiNixCoyMn1TyO2:導(dǎo)電劑PVDF=98_99:1-2:3_4:3_5。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的負(fù)極材料，其特征是人造石墨的粒徑D5(i=12-18微米，負(fù)極材料各成分質(zhì)量比為人造石墨:導(dǎo)電劑:增稠劑CMC:粘結(jié)劑SBR=IOO: 1-2:1-3:2-30
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便于電池管理系統(tǒng)(BMS)管理的新型磷酸鐵鋰電池，磷酸鐵鋰電池的電芯主要包括正極材料和負(fù)極材料，通過在正極材料中摻入三元材料(即鎳鈷錳酸鋰LiNixCoyMn1-x-yO2)，改變了磷酸鐵鋰電池在3.1V左右時(shí)的放電電壓特性曲線，使曲線變得傾斜，從而便于BMS采集電壓來估算電池組目前的電池剩余電量(SOC)，進(jìn)而有效的對電池進(jìn)行充放電管理，可以大大的延長電池的使用壽命。
文檔編號H01M4/525GK102694195SQ201110071498
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者袁平秋, 陸明 申請人:江西日普升太陽能光伏產(chǎn)業(yè)有限公司