[发明专利]一种锂电池正极结构及其制备方法

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池正极结构及其制备方法。一种锂电池正极结构，包括正极集流体和形成在所述正极集流体之上的正极薄膜层，所述正极薄膜层包括金属氟化物Fe1‑xCoxF3的颗粒。氟的电负性强、自由能较大，其所形成的二元过渡金属氟化物Fe1‑xCoxF3的M‑F离子键强度比较高，且金属粒子氧化价态较高，其放电电位平台较高，一般为1.5‑4.5V，当其形成在所述正极集流体之上时，使得该正极集流体具有较高比容量，进而包含该形成有正极薄膜层的正极集流体的锂电池具有较高的能量密度。

【技术领域】

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池正极结构及其制备方法。

【背景技术】

目前商品化锂电池一般采用嵌脱锂材料为正极，如层状结构的LiCoO2、尖晶石结构的LiMn2O4和橄榄石结构的LiFePO4等，负极材料采用石墨类材料。上述电极材料是通过锂离子的嵌入/脱出来传输电流的，反应过程中，锂离子在正负极之间可逆地脱嵌，发生均相反应，物质结构没有发生转变。受正极材料结构的限制，锂离子的饱和嵌入量有限，因此每次充放电循环交换的锂离子量有限，导致其质量比容量较低。近年来，电动工具、电动助力车、特别是电动汽车等领域的迅速发展为锂电池提供了很好的应用前景，但同时对锂电池的循环寿命、能量密度、安全性、价格以及环境相容性等性能提出了更高的要求。因此传统的石墨负极及正极材料已不能满足日益增长的能量密度的要求，急需发展新的高容量的正负极电极材料。

【发明内容】

为克服目前传统的石墨负极及正极材料已不能满足日益增长的锂电池高能量密度的要求，本发明提供一种比容量密度高、充放电循环效果好的锂电池正极结构及其制备方法。

本发明为了解决上述技术问题，提供一技术方案：一种锂电池正极结构，包括正极集流体和形成在所述正极集流体之上的正极薄膜层，所述正极薄膜层包括金属氟化物Fe1－xCoxF3的颗粒。

优选地，所述正极薄膜层的厚度为1－100μm。

本发明为了解决上述技术问题，提供另一技术方案：提供一正极集流体，然后利用物理气相沉积法在所述正极集流体上形成所述正极薄膜层，所述正极薄膜层包括金属氟化物Fe1-xCoxF3的颗粒，具体步骤为：

提供一正极集流体作为基板；

安装FeF3和CoF3蒸料；

将真空抽到5ⅹ10-3Pa以下；

将蒸镀温度调至200-1000℃；

调节气压为0.1-10Pa、蒸镀功率为：10-300W进行蒸镀，蒸镀时间为0.1-2h。