[发明专利]一种锂离子电池正极极片

说明书

本发明涉及一种锂离子电池正极极片，包括纳米级正极活性材料和不同尺寸的碳纳米管，碳纳米管包括具有粘性的第一尺寸碳纳米管、第二尺寸碳纳米管和第三尺寸碳纳米管，第一尺寸碳纳米管粘附于所述纳米级正极活性物质的表面，第二尺寸碳纳米管作为导电剂与粘附有第一尺寸碳纳米管的纳米级正极活性物质共混，第三尺寸碳纳米管交织缠绕成网状，将第二尺寸碳纳米管和所述包覆有第一尺寸碳纳米管的纳米级正极活性物质缠绕成一个整体层状结构，本发明显著减少了导电剂和粘结剂的用量，增加了正极活性物质的容量，纳米级的正极活性材料放大了粒子在充放电时的利用率，提高了电池的整体性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，更具体地，涉及一种锂离子电池正极极片。

背景技术

随着电子技术和新能源的发展，锂离子电池在工业科技中占着非常重要的低位，锂离子电池的工作原理是锂在电池的正负极之间进行嵌入和脱嵌来完成充放电工作，在这个工作过程中，锂离子在任何一个环节都有可能出现各种问题，从而阻碍锂的顺畅运输，锂离子电池包括正极、负极、隔膜和电解液，锂离子电池的正极是锂电池活性中心，锂离子电池正极包括正极集流体、正极活性物质、粘结剂、导电剂和分散剂，我们通常从各个元素来着手改善正极材料的安全性，能量密度和功率密度，以期待获得具有更加优异性能的锂离子电池。

常用的正极活性物质包括钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂，每种正极材料都有其理论能量密度，选择了一种正极材料，就选择了电芯能量密度的上限，材料的一些细节，作为辅助因素，也会对功率特性造成影响，比如，正极材料的晶体结构稳定性，颗粒尺寸，掺杂原子，碳包覆工艺，材料的制备方法等，以上因素最终都是通过影响正极材料容纳锂离子的能力和脱嵌嵌入通道的通畅性来影响锂电池的功率密度。

常用的粘结剂通常使用含氟聚合物，含氟聚合物不具有导电性，增加了电池正极的电阻，而且导电颗粒和粘结剂的使用量通常占正极极片的质量百分含量10％以上，影响了正极活性物质的容量。

发明内容

鉴于现有技术情况，为解决现有技术的不足，本发明提供了一种应用纳米级材料作为粘结剂、导电剂、集流体和正极活性物质的锂离子电池正极极片,采用如下技术方案。

一种锂离子电池正极极片，所述锂离子电池正极极片包括纳米级正极活性材料和不同尺寸的碳纳米管，所述纳米级正极活性材料包括钴酸锂和磷酸铁锂，所述钴酸锂和所述磷酸铁锂为纳米球状或纳米纤维状，所述碳纳米管包括第一尺寸碳纳米管、第二尺寸碳纳米管和第三尺寸碳纳米管。

优选的，所述纳米球状钴酸锂和纳米球状磷酸铁锂直径为20-300nm，所述纳米纤维状钴酸锂、纳米纤维状磷酸铁锂直径为20-200nm，长度为40nm-10um。

优选的，所述纳米级正极活性材料的质量百分含量为85％-92％，所述钴酸锂的质量百分含量为1-91％。

优选的，所述第一尺寸碳纳米管选自单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或两种，优选为单壁碳纳米管，所述第一尺寸碳纳米管直径为1-5nm，其长度为0.3-1.5um。

优选的，所述第二尺寸碳纳米管选自单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或两种，优选为多壁碳纳米管，所述第二尺寸碳纳米管直径为3-30nm，其长度为1-10um，所述第二尺寸碳纳米管的质量百分含量为不少于1％。

优选的，所述第三尺寸碳纳米管选自单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或两种，优选为多壁碳纳米管，所述第三尺寸碳纳米管直径为15-40nm，其长度为10-50um，所述第三尺寸碳纳米管的质量百分含量不少于5％。

优选的，所述不同尺寸的碳纳米管具有粘性，所述第一尺寸碳纳米管粘附于所述纳米级正极活性物质的表面，所述第二尺寸碳纳米管作为导电剂与粘附有第一尺寸碳纳米管的纳米级正极活性物质共混，所述第三尺寸碳纳米管交织缠绕成网状，将所述第二尺寸碳纳米管和所述包覆有第一尺寸碳纳米管的纳米级正极活性物质缠绕成一个整体层状结构。