[实用新型]一种高安全性聚合物电池正极

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池领域技术，尤其是指一种高安全性聚合物电池正极。  

背景技术

众所周知，聚合物锂离子电池的正极包括有集流体，及涂覆于该集流体上的锰酸锂、钴酸锂或磷酸铁锂等活性物质。现有之活性物质通常为单层结构，该单层结构由锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂分别与导电碳黑、导电剂、粘结剂按一定的比例配料制成。当采用单层锰酸锂时，虽然其具有较好的嵌入脱出性能且价格低廉、对环境污染小和充电安全等特点，但锰酸锂的缺点是比容量低循环性能差，在较高温度下容量衰减快；当采用单层钴酸锂时，由于钴酸锂电池安全性能不高，为提高其安全性能，传统的处理方式是加入电解液添加剂及烘烤隔膜等方法，然而这些方法也只能在填充密度很小的前提下实施，因纯钴酸锂电池在使用过程中极容易局部析锂，导致循环衰减快，并且采用纯钴酸锂正极的锂离子电池大电流放电时散热能力差；当采用单层磷酸铁锂层时，虽然其具有价格便宜、无毒、热稳定性好等优点，但其相对于钴酸锂而言克比容量低，压实密度小。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在之缺陷，主要目的是提供一种高安全性聚合物电池正极。其更佳的电池安全性、散热性和循环性能。

为达到上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种新型锂离子电池正极，包括有集流体，及涂覆于该集流体上的活性物质，该活性物质由至少内外两层组成，靠近集流体的内层为磷酸铁锂层，而外层为钴酸锂层。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于，改变了锂离子电池正极原有之单层结构，而采用双层结构，并且在正极的底层设置磷酸铁锂层，使得正极的底部形成具有高热稳定性的物质层，从而提高电池安全性、散热性及循环性能。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的截面示图。

图2为本实用新型电池循环寿命测试效果图；

图3为本实用新型一过充之安全性测试效果图；

图4为本实用新型另一过充之安全性测试效果图。

附图标识说明：

10、集流体层      20、磷酸铁锂层      30、钴酸锂层

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步说明：

参照图1所示为本实用新型一最佳实施例，由图可知，具体包括有由铝箔或铝网制成的集流体10，及涂覆于该集流体10上的活性物质，该活性物质由内外两层组成，靠近集流体10的内层为磷酸铁锂层20，而外层为钴酸锂层30，由于磷酸铁锂具有较好之热稳定性的特点，因此，使正极层底部形成具有高热稳定性的物质层，从而可有效提高电池的安全性、散热性及循环性能。

以下为该新型锂离子电池之正极具体制作步骤：

①、分开制作内外层的浆料；

内层之磷酸铁锂层的配料比例：

磷酸铁锂∶导电碳黑∶导电剂∶粘结剂＝87.0∶3.5∶1.5∶8.0

外层之钴酸锂层的配料比例：

钴酸锂∶导电碳黑∶导电剂∶粘结剂＝92.0∶2.5∶2.5∶2.5

②、涂布浆料于集流体上；

先将前述内层之磷酸铁锂浆料涂覆于集流体上，然后再将前述外层之钴酸锂浆料涂覆于前述内层上。

③、干燥；

④、辊压和裁片。

为证实采用本实用新型之双层结构所具有的更佳之安全性和循环性能的优点，进行了如下几项试验：

1、电池循环寿命测试比较，参照图2。

图中，A代表本实用新型之双层结构的正极，B代表传统之单层钴酸锂结构的正极。由表可知，在500次的循环的试验下，本实用新型之双层结构正极的容量保持率明显优于单层钴酸锂结构的正极。由此可得，本实用新型之双层结构正极的循环性更优于传统之单层钴酸锂结构的正极。

2.电池安全性测试比较，参照图3和图4。

1)、针刺                    2)、过充(3C10V)：

A：未起火爆炸               A：未起火爆炸

B：起火                     B：爆炸

图中，A代表本实用新型之双层结构的正极，B代表传统之单层钴酸锂结构的正极。由上述测试图表和结果可知，单层钴酸锂结构的正极在针刺后起火，以及在过充测试后18分钟左右时发生爆炸；而本实用新型之双层结构的正极在针刺测试和过充测试时，均未发生起火及爆炸现象。由此可得，双层结构之正极的安全性明显优于单层钴酸锂结构的正极。