[发明专利]正极集流体、电池正极极片及锂离子电池

说明书

本发明提供正极集流体、电池正极极片及锂离子电池，该正极集流体包括石墨烯复合铝箔材料层，其中所述石墨烯复合铝箔材料层包括：铝箔基底；平面石墨烯层，所述平面石墨烯层平行位于所述铝箔基底上；垂直石墨烯层，所述垂直石墨烯层垂直位于所述平面石墨烯层上。本发明利用具有垂直石墨烯层的石墨烯复合铝箔作为锂离子电池正极集流体，用以增强锂离子电池正极极片剥离强度。与普通铝箔集流体相比，电极材料的剥离强度大幅度提高，有利于提高电极极片制作加工的成品率以及锂离子电池的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及电池材料技术，具体涉及正极集流体、电池正极极片及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长和环境友好等优点，不仅已广泛作为手机、笔记本电脑、数码照相机和摄像机等便携式电子设备的电源，而且在电动工具、电动助力车以及电动汽车等领域显示出良好的应用前景。其中电极极片是锂离子电池的重要组成部分，而电极极片中的集流体是电池正极或负极用于附着活性物质的基体金属，用于在充电的时候将电流导入到活性物质上，放电的时候将活性物质的电流导出给负载。

常用的锂离子电池正极集流体为铝箔，负极集流体为铜箔。然而，在正极极片制备过程中，由于活性物质和集流体之间的相互作用力较弱，致使活性物质容易从集流体上脱落，而不利于极片的加工制作，降低了极片制作的良品率及电池的循环稳定性。

因此，增强锂离子电池正极极片的剥离强度以提高电极产品良率及锂离子电池循环稳定性，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种正极集流体、电池正极极片及锂离子电池，通过在正极集流体中使用具有垂直石墨烯层的复合铝箔材料，从而可以增大与正极集流体与活性材料层中活性物质之间的接触面积，进而增强正极极片的剥离强度，提高极片制作的良品率及锂离子电池的循环稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种正极集流体，包括石墨烯复合铝箔材料层，其中所述石墨烯复合铝箔材料层包括：

铝箔基底；

平面石墨烯层，所述平面石墨烯层平行位于所述铝箔基底上；

垂直石墨烯层，所述垂直石墨烯层垂直位于所述平面石墨烯层上。

根据本发明的一个实施方式，所述平面石墨烯层的厚度为5nm～30nm，所述垂直石墨烯层的厚度为10nm～1000nm。

本发明还提供一种电池正极极片，包括上述正极集流体和形成于所述正极集流体表面的电极活性材料层。

根据本发明的一个实施方式，所述电极活性材料层的活性材料为锂离子电池正极材料。

根据本发明的一个实施方式，所述锂离子电池正极材料选自钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)、钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)、镍钴锰酸锂三元材料(LiNi_xCo_yMn_zO₂)、镍钴铝酸锂三元材料(LiNi_xCo_yAl_zO₂)中的一种或多种。

本发明还提供一种锂离子电池，包括正极极片、隔膜、电解液和负极极片，所述正极极片为上述电池正极极片。

根据上述技术方案的描述可知，本发明的有益效果在于：