磷酸铁锂XC

静思阁楼 2012-03-22

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磷酸铁锂XC-111

一、磷酸铁锂XC-111产品主要特点：

产品的综合性能达到了较高水平,产品具有相应的特点：振实密度达1.3g/cm3；全电池0.2C容量135mAh/g,1C容量131mAh/g；具有较好的倍率性能及优秀的安全性能；加工性能堪比钴酸锂和三元材料及加工成本低等优异性能；与其它磷酸铁锂相比溶剂用量低40%以上。

二、其他特点:

XC-111批次生产稳定，基本性能的批次误差≤2%,用类似于钴酸锂的加工工艺和普通的辅料即可涂覆出优秀的极片;活性物含量可达93%以上,面密度可达400g/m²。

三.物理性能及电性能(063048电池,充/放电截止电压:3.75V/2.0V)

项目	标准值	典型值
产品分子式	LiFePO₄/C	LiFePO₄/C
外观颜色	灰黑色粉末	灰黑色粉末
松装密度（g/cm³）	1.2-1.4	1.1
振实密度（g/cm³）	1.2～1.5	1.3
颗粒形貌（SEM）	类球形	类球形
粒度(μm)	D10：0-3	0.6
	D50 ：3-6	3.1
	D90：7-12	8.7
碳含量	1±0.4%	1.1%
比表面积	≤8㎡/g	5.8
放电容量0.2C（mAh/g）	135±2	135
放电容量0.5C（mAh/g）	132±2	133
放电容量1.0C（mAh/g）	130±3	131
循环寿命	500次容量保持率≥92%	93%
循环寿命	1000次容量保持率≥85%	90%
低温性能	-10℃保持率≥75%	80%
低温性能	-20℃保持率≥65%	67%
首次充放电效率(%)	86%-89%	88%
倍率性能	1C充，2C放95%-98%	96%
	1C充，5C放93%-96%	94%
	1C充，10C放88%-92%	91%
储存性能	储存2个月自放电＜4%	2%

四.加工性能(实体电池)

项目		标准值	典型值
电池配比(%)	XC-111	91±1	90
	PVDF	4.5±1	5
	SP	3.5±0.5	4
	S-0	≤2	1
	NMP	固体份重量的80±5%	80%
面密度（g/m²）		360±20	360
压实密度（g/cm³）		2.1±0.3	2.3

五.LiFePO₄ 的X射线衍射图谱

六、

六、电性能图六六、电性能图

(图1)1C放电图:充放电条件, 1C充电限压：3.75V；1C放电电压：2.0V；

(图2)1C充放电图:充放电条件,1C充电限压：3.75V；1C放电电压：2.0V；

(图3)充放电条件：制作电池为20AH的软包电池；1C充电限压：3.75V；1C放电电压：2.0V；循环次1889次，保持率86.7%；详细数据在（XC-111符件）

(图4)充放电条件：制作电池为3AH的软包电池；1C充电限压：3.65V；1C放电电压：2.0V；循环次1176次，保持率93.8%；详细数据在（XC-111附件）

七、不同倍率下的放电图

八.XC-111的配料程序

1.推荐配方（供参考）

⑴油性配比

XC-111	PVDF（6020）	SP（汇普）	S－0（青鸟星远）	NMP（南京金龙）
90%	5%	4%	1%	70%

附:建议电解液使用037A2（昆仑化工）

XC-111	PVDF（SHV900）	SP（汇普）	S－0（青鸟星远）	NMP（南京金龙）
92.5%	3%	3.5%	1%	65%

附:建议电解液使用037A2（昆仑化工）

⑵水性配比

XC-111	SP	S-0	LA135(成都生产)
91.8%-93.4%	3-3.5%	1-1.5%	2.6-3.2%

附:使用水性制作时的建议，建议电解液使用037A2（昆仑化工）

1、在配料时如有气泡产生，可适当的加入点无水于醇。

2、实验室在制作过程中，涂布时的温在60℃左右，涂布机的加温部份长3㎜，极片干得很快，易烘干。

3、涂料时的温度不宣过高，当温度过高时，极片很容易卷边，而取硬，更容易出现断片。

4、电池制作时，极片的回潮性比较强，对生产过控要求严格，从压片到制作电芯时一定要控制好环境湿度。

2.配料顺序

(1).先称好60%-70%的NMP

(2).称好PVDF的用量，加入NMP溶剂后,混和搅拌60min.（如果是较为难溶的PVDF，需提前24小时配制）溶解状透明无色.

(3).PVDF开封时间过长，需在80℃真空下干燥4-6小时。

(4).导电剂在配料时需要在150℃温度下烘烤在8小时后方可使用。

(5).开封后未用完的XC-111在第二次使用时需要在95℃（最好真空干燥烘箱）

下干燥8小时，如在95℃真空下烘烤2－4小时便可以使用。

(6).烘烤过的材料，需等温度降至60℃以下方使用。

(7).匀速将导电剂加入配料罐中，先慢速搅拌30min,再快速搅拌90min。

(8).将称好的XC-111材料分别为2-4次加入，每加入一次XC-111要慢速搅拌10-15min，XC-111加完以后，慢速搅拌30min。

(9).调整好合适的粘度后，快速搅拌4-6小时。

(10).然后用100目筛过筛，过筛完后直接转入生产使用。

3.正负极涂料比例

(1).正极（双面）的涂料密度控制在（320-380）±12g/㎡

(2).负极（双面）的涂料密度控制在（168-177）±10g/㎡

(3).极片烘温度建议使用90-95℃之间

4.生产过程重点控制

(1).投料拉浆时,浆料须先搅匀,加料时需要定时搅动浆料,最好采用带搅桨的自动气压上料罐，以确保浆料不会出现干料或结块及沉淀。生产过程中，如浆料长时间不用（1小时以上），则浆料需要重新搅拌30min。

(2).拉浆炉温应分温区控制，前段不可超过80℃，中段不可超过95℃，末段90℃，拉浆速度均匀。

(3).极片烘烤温度在90℃,真空度≥-0.08Mpa的条件下烘烤16-24小时。

(4).压实密度控制在2.1-2.3之间 ,压实过大可能出断片(压实密度计算方法:敷料面密度/(辊厚度-箔厚)

(5).设计正负极敷料面密度比在2.0-2.1之间,中限设计在2.05)(计算方法:正极敷料面密度/负极面密度)

(6).电解液对该产品的容量影响较为明显，建议使用型号为037A2的电解液（昆仑化工）

(7).注液后常温搁置在48小时以上。

5.注意事项

(1).PVDF的用量不宜过多，无论何种型号的PVDF其用量以刚好不掉粉为宜，当PVDF过量时，将会影响容量的正常发挥并降低压实密度。

(2).负极的压实密度在可能的情况下尽量接近原料厂家所提供的上限压实密度。

九、10AH电池安全性能

名称	测试项目	要求	结果	附图
正常电池	在环境温度20℃±5℃的条件下，以0.2C₅A充电，当电池端电压达到充电限制电压3.75V时，改为恒压充电3.75V，直到充电电流小于或等于0.01C₅A，最长充电时间不大于8h，停止充电	符合充电制度要求	合格
针刺	用直径3mm-8mm的耐高温钢针，以10-40mm/s的速度，从垂直于电池极板的方向贯穿（钢针停留在电池中）	针刺后不爆炸、不起火	合格
重冲	将电池放置于冲击台上，将10kg重物自1m高度自由落下，冲击已固定在夹具中的电池(电池的面积最大的面应与台面垂直)，电池允许发生变形	不起火、不爆炸	合格
过充3C/10V	电池搁置24h,在连接正负极于一恒流恒压电源，调节电流至3C5A、电压为10V，然后对电池以3C5A充电，直到电池电压为10V，电流将到接近0A。当电池温度下降到比峰值低约10℃，结束试验	不起火、不爆炸	合格
热箱150℃	电池搁置24h,将电池放置于热箱中，温度以(5℃±2℃)/min的速率升到150℃±2℃并保持60min，电池应符合要求。	不起火、不爆炸。	合格
短路	电池搁置24h,再将电池正负极短路(线路总电阻不大于50mΩ)。当电池温度下降到比峰值低约10℃，结束试验.	不起火、不爆炸，电池的外部温度不得高于150℃	合格
低温	将电池放入-10/-20℃±2℃的低温箱中恒温16h～24h，然后以0.2C5A电流放电至终止电压2.0V。	-10℃保持率≥75% -20℃保持率≥60%	合格	实测： -10℃≥80% -20℃≥65%