一種鋰離子電池的正極極片的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鋰離子電池技術領域，具體為一種鋰離子電池的正極極片。
【背景技術】
[0002]鋰離子二次電池由于具有高電壓、高能量密度的優(yōu)勢，成為應用范圍最廣的二次電池之一。便攜式電子設備微型化、長待機的不斷發(fā)展，作為電源的鋰離子電池，其能量密度尤其是體積能量密度不斷地提升，以滿足日益加劇的需求。如自從1997年Padhi等首次報道了 LiFePO4能可逆地嵌入和脫嵌鋰離子，可作為鋰離子電池正極材料以來，就引起人們的廣泛關注。1^?#04具有安全、環(huán)保、價格低廉、理論比容量高、性能穩(wěn)定等一系列優(yōu)點，有可能成為下一代鋰離子電池尤其是動力電池的理想正極材料。但是純LiFePO4的電子電導率極低，從而導致其大電流充放電時容量衰減迅速，高倍率性差，因些提高其導電率是LiFePO4的主要研宄方向。
[0003]近年來，人們不斷在鋰離子正極材料方面不斷探索，作為一種電池正極材料，硅元素目前受到很多的關注。如果將鋰離子電池中常用的石墨正極換成硅正極的話，電池總電量有可能增加63%，而電池的重量和大小都可減少40%左右。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種鋰離子電池的正極極片，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案:一種鋰離子電池的正極極片，包括正極活性材料層、集流體層、三維簇結(jié)構(gòu)層、硅涂層、隔熱層、摩擦凹槽，所述正極活性材料層涂覆于集流體層上，所述隔熱層均勻涂布在正極活性材料層上，所述摩擦凹槽均勻設置在集流體層上，所述三維簇結(jié)構(gòu)層附著于正極活性材料層上，所述硅涂層涂覆在三維簇結(jié)構(gòu)層上，所述硅涂層厚度為4-9微米。
[0006]優(yōu)選的，所述三維簇結(jié)構(gòu)層由至少一組錐形碳納米管聚合而成。
[0007]優(yōu)選的，所述隔熱層內(nèi)設有隔熱空心小顆粒。
[0008]優(yōu)選的，所述正極活性材料層由錳酸鋰層、磷酸亞鐵鋰層、磷酸錳鐵鋰層、磷酸釩鋰層、鈷酸鋰層、錳酸鋰層和硅酸亞鐵鋰層組成。
[0009]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:該鋰離子電池的正極極片，由覆蓋硅涂層上的錐形碳納米管聚合而成的三維簇結(jié)構(gòu)層與常用的石墨基正電極相比，構(gòu)造出的鋰離子電池展現(xiàn)出很強的充放電性和卓越的循環(huán)穩(wěn)定性，其充電速度要快上將近16倍，同時電池總電量有可能增加63%，電池的重量和大小都可減少40%左右；集流體層表面設有摩擦凹槽，通過這種化學或物理的方法對集流體進行表面刻蝕，形成粗糙表面，從而提高集流體與活性材料的附著力，不僅可緩解鋰離子電池電極在充放電過程中的體積變化，而且還可改善合金電極的高倍率充放電性能，與光滑銅片集流體電極相比，具有更好的循環(huán)性能，能顯著提高鋰離子電池的使用性能。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:1正極活性材料層、2集流體層、3三維簇結(jié)構(gòu)層、4硅涂層、5隔熱層和6摩擦凹槽。
【具體實施方式】
[0012]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0013]請參閱圖1，本實用新型提供一種技術方案:一種鋰離子電池的正極極片，包括正極活性材料層1、集流體層2、三維簇結(jié)構(gòu)層3、硅涂層4、隔熱層5、摩擦凹槽6，所述正極活性材料層I涂覆于集流體層2上，所述正極活性材料層I由錳酸鋰層、磷酸亞鐵鋰層、磷酸錳鐵鋰層、磷酸釩鋰層、鈷酸鋰層、錳酸鋰層和硅酸亞鐵鋰層組成，所述隔熱層5均勻涂布在正極活性材料層I上，所述隔熱層5內(nèi)設有隔熱空心小顆粒，所述隔熱空心小顆粒的空心體積與隔熱空心小顆粒的體積比為0.5，所述摩擦凹槽6均勻設置在集流體層2上，所述三維簇結(jié)構(gòu)層3附著于正極活性材料層I上，所述三維簇結(jié)構(gòu)層3由至少一組錐形碳納米管聚合而成，所述硅涂層4涂覆在三維簇結(jié)構(gòu)層3上，所述硅涂層3厚度為6微米，硅涂層上的錐形碳納米管聚合而成的三維簇結(jié)構(gòu)層與常用的石墨基正電極相比，構(gòu)造出的鋰離子電池展現(xiàn)出很強的充放電性和卓越的循環(huán)穩(wěn)定性，其充電速度要快上將近16倍，同時電池總電量有可能增加63%，電池的重量和大小都可減少40%左右；集流體層表面設有摩擦凹槽，通過這種化學或物理的方法對集流體進行表面刻蝕，形成粗糙表面，從而提高集流體與活性材料的附著力，不僅可緩解鋰離子電池電極在充放電過程中的體積變化，而且還可改善合金電極的高倍率充放電性能，與光滑銅片集流體電極相比，具有更好的循環(huán)性能，能顯著提高鋰離子電池的使用性能。
[0014]工作原理:充電時，鋰離子從正極材料的晶格中脫出，經(jīng)過電解質(zhì)后插入到負極材料的晶格中，使得負極富鋰，正極貧鋰；放電時鋰離子從負極材料的晶格中脫出，經(jīng)過電解質(zhì)后插入到正極材料的晶格中，使得正極富鋰，負極貧鋰。這樣正負極材料在插入及脫出鋰離子時相對于金屬鋰的電位的差值，就是電池的工作電壓。
[0015]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種鋰離子電池的正極極片，包括正極活性材料層(1)、集流體層(2)、三維簇結(jié)構(gòu)層(3)、硅涂層(4)、隔熱層(5)、摩擦凹槽(6)，其特征在于:所述正極活性材料層(I)涂覆于集流體層(2)上，所述隔熱層(5)均勻涂布在正極活性材料層(I)上，所述摩擦凹槽(6)均勻設置在集流體層(2)上，所述三維簇結(jié)構(gòu)層(3)附著于正極活性材料層(I)上，所述硅涂層(4)涂覆在三維簇結(jié)構(gòu)層(3)上，所述硅涂層(4)厚度為4-9微米。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池的正極極片，其特征在于:所述三維簇結(jié)構(gòu)層(3)由至少一組錐形碳納米管聚合而成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池的正極極片，其特征在于:所述隔熱層(5)內(nèi)設有隔熱空心小顆粒。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池的正極極片，其特征在于:所述正極活性材料層(I)由錳酸鋰層、磷酸亞鐵鋰層、磷酸錳鐵鋰層、磷酸釩鋰層、鈷酸鋰層、錳酸鋰層和硅酸亞鐵鋰層的一種或幾種組成。
【專利摘要】本實用新型公開了一種鋰離子電池的正極極片,所述正極活性材料層涂覆于集流體層上，所述隔熱層均勻涂布在正極活性材料層上，所述摩擦凹槽均勻設置在集流體層上，所述三維簇結(jié)構(gòu)層附著于正極活性材料層上，所述硅涂層涂覆在三維簇結(jié)構(gòu)層上。該鋰離子電池的正極極片，由覆蓋硅涂層的錐形碳納米管聚合而成的三維簇結(jié)構(gòu)層與常用的石墨基正電極相比，構(gòu)造出的鋰離子電池展現(xiàn)出很強的充放電性和卓越的循環(huán)穩(wěn)定性，集流體層表面設有摩擦凹槽，通過這種化學或物理的方法對集流體進行表面刻蝕，形成粗糙表面，從而提高集流體與活性材料的附著力，不僅可緩解鋰離子電池電極在充放電過程中的體積變化，而且還可改善合金電極的高倍率充放電性能。
【IPC分類】H01M4/13, H01M4/36
【公開號】CN204651392
【申請?zhí)枴緾N201520384698
【發(fā)明人】張學紅, 丁現(xiàn)亮, 楊忠彬, 常秀榮, 和明莉, 董新志, 劉琦
【申請人】新鄉(xiāng)市中天光源材料有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月8日