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【专利解密】比亚迪坚持发展磷酸铁锂电池

来源:爱集微

#专利解密#

04-23 10:38


嘉勤点评】比亚迪的磷酸铁锂专利,通过提供具有独特粒度三峰分布的磷酸铁锂正极活性材料,可以实现最密堆积,从而提高极片的压实密度,使电池具有较高的体积能量密度,并兼顾较高的放电比容量。

集微网消息,比亚迪董事长王传福近日在电动汽车百人会云论坛中指出要把磷酸铁锂拉回行业正道,坚持以磷酸铁锂作为正确的发展道路,因为磷酸铁锂不含稀有金属,更加匹配社会资源承受度。

锂离子电池的正极材料对电池的性能至关重要,其中磷酸铁锂正极材料具有结构稳定性高、安全性能好、工作电压适中、平台特性好、理论容量大等优点,逐渐成为电池工作者竞相研究的热点。然而磷酸铁锂存在一个比较明显的缺点,由它制成的极片压实密度低,直接导致了由其制备的电池的能量密度偏低,阻碍了该材料的实际应用。

为此,比亚迪于2020年8月6日申请了一项名为“磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法、正极片及电池”的发明专利(申请号: 202010782440.2),申请人为比亚迪股份有限公司。

图1 采用马尔文粒度仪测试的磷酸铁锂正极活性材料粒度分布频率曲线图

本发明提供一种磷酸铁锂正极活性材料的制备方法,主要包括以下步骤:首先将二水磷酸铁分别在7个不同脱水温度下脱水8h,得到7组无水磷酸铁;将其按照一定比例混合,得到混合磷酸铁,使混合磷酸铁满足:U(d)=100×(d/dmax)1/3,其中,d表示无水磷酸铁的一次颗粒粒径,dmax表示混合磷酸铁中无水磷酸铁的最大一次颗粒粒径为6μm,U(d)表示为一次颗粒粒径小于d的无水磷酸铁在混合磷酸铁中的质量分数。

再按Li:Fe:P的摩尔比为1:1:1将混合磷酸铁与锂源、碳源混合,再加入一定比例的乙醇,通过高速分散机将上述物料混合均匀,制成固含量为30%的混合浆料;其中,碳源的加入质量为无水磷酸铁总质量的11.5%,保证成品磷酸铁锂正极活性材料中的碳含量为1.55%。

然后将上述混合浆料转移至砂磨机中,研磨至D50粒度约为600nm,进行喷雾干燥,其中,喷雾干燥设备的进口温度为200℃,出口温度为100℃,喷雾干燥得到的粉体的水含量在3%以内。将喷雾干燥得到的粉体转移至匣钵中,放入焙烧炉,于770℃下进行焙烧8h,之后对焙烧后的物料进行气流粉碎,保证气流粉碎后的物料的D50粒度在2μm以下,D100粒度小于10μm;将气流粉碎后的物料通过干式除铁机,以去除原料中和制备过程中引入的磁性杂质,之后过300目的筛网,得到磷酸铁锂正极活性材料。

采用马尔文粒度仪对得到的磷酸铁锂正极活性材料进行马尔文粒度测试,按体积分数统计的粒度分布频率曲线如图1所示,图1还容纳了其他实施例及对比例的粒度测试结果。可以看出得到的磷酸铁锂正极活性材料的粒度分布频率曲线(按体积百分数统计)不出峰,其粒度在0.0358μm至8.68μm之间连续分布。

简而言之,比亚迪的磷酸铁锂专利,通过提供具有独特粒度三峰分布的磷酸铁锂正极活性材料,可以实现最密堆积,从而提高极片的压实密度,使电池具有较高的体积能量密度,并兼顾较高的放电比容量。

比亚迪是新能源汽车的领导者,致力于以科技创新成就绿色梦想,为人类可持续发展的未来不懈探索。未来比亚迪将助力全面梳理碳酸锂资源布局和产能,维护市场供需,促进行业健康安全发展。

关于嘉勤

深圳市嘉勤知识产权代理有限公司由曾在华为等世界500强企业工作多年的知识产权专家、律师、专利代理人组成,熟悉中欧美知识产权法律理论和实务,在全球知识产权申请、布局、诉讼、许可谈判、交易、运营、标准专利协同创造、专利池建设、展会知识产权、跨境电商知识产权、知识产权海关保护等方面拥有丰富的经验。

(校对/holly)

责编: Aki

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