一种锂离子电池的正极极片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种锂离子电池的正极极片,所述正极活性材料层涂覆于集流体层上，所述隔热层均匀涂布在正极活性材料层上，所述摩擦凹槽均匀设置在集流体层上，所述三维簇结构层附着于正极活性材料层上，所述硅涂层涂覆在三维簇结构层上。该锂离子电池的正极极片，由覆盖硅涂层的锥形碳纳米管聚合而成的三维簇结构层与常用的石墨基正电极相比，构造出的锂离子电池展现出很强的充放电性和卓越的循环稳定性，集流体层表面设有摩擦凹槽，通过这种化学或物理的方法对集流体进行表面刻蚀，形成粗糙表面，从而提高集流体与活性材料的附着力，不仅可缓解锂离子电池电极在充放电过程中的体积变化，而且还可改善合金电极的高倍率充放电性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及锂离子电池
，具体为一种锂离子电池的正极极片。
技术介绍
锂离子二次电池由于具有高电压、高能量密度的优势，成为应用范围最广的二次电池之一。便携式电子设备微型化、长待机的不断发展，作为电源的锂离子电池，其能量密度尤其是体积能量密度不断地提升，以满足日益加剧的需求。如自从1997年Padhi等首次报道了LiFePO4能可逆地嵌入和脱嵌锂离子，可作为锂离子电池正极材料以来，就引起人们的广泛关注。LiFePO4具有安全、环保、价格低廉、理论比容量高、性能稳定等一系列优点，有可能成为下一代锂离子电池尤其是动力电池的理想正极材料。但是纯LiFePO4的电子电导率极低，从而导致其大电流充放电时容量衰减迅速，高倍率性差，因些提高其导电率是LiFePO4的主要研究方向。近年来，人们不断在锂离子正极材料方面不断探索，作为一种电池正极材料，硅元素目前受到很多的关注。如果将锂离子电池中常用的石墨正极换成硅正极的话，电池总电量有可能增加63%，而电池的重量和大小都可减少40%左右。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种锂离子电池的正极极片，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种锂离子电池的正极极片,包括正极活性材料层、集流体层、三维簇结构层、硅涂层、隔热层、摩擦凹槽，所述正极活性材料层涂覆于集流体层上，所述隔热层均匀涂布在正极活性材料层上，所述摩擦凹槽均匀设置在集流体层上，所述三维簇结构层附着于正极活性材料层上，所述硅涂层涂覆在三维簇结构层上，所述硅涂层厚度为4-9微米。<br>优选的，所述三维簇结构层由至少一组锥形碳纳米管聚合而成。优选的，所述隔热层内设有隔热空心小颗粒。优选的，所述正极活性材料层由锰酸锂层、磷酸亚铁锂层、磷酸锰铁锂层、磷酸钒锂层、钴酸锂层、锰酸锂层和硅酸亚铁锂层组成。与现有技术相比，本技术的有益效果是：该锂离子电池的正极极片，由覆盖硅涂层上的锥形碳纳米管聚合而成的三维簇结构层与常用的石墨基正电极相比，构造出的锂离子电池展现出很强的充放电性和卓越的循环稳定性，其充电速度要快上将近16倍，同时电池总电量有可能增加63%，电池的重量和大小都可减少40%左右；集流体层表面设有摩擦凹槽，通过这种化学或物理的方法对集流体进行表面刻蚀，形成粗糙表面，从而提高集流体与活性材料的附着力，不仅可缓解锂离子电池电极在充放电过程中的体积变化，而且还可改善合金电极的高倍率充放电性能，与光滑铜片集流体电极相比，具有更好的循环性能，能显著提高锂离子电池的使用性能。附图说明图1为本技术结构示意图。图中：1正极活性材料层、2集流体层、3三维簇结构层、4硅涂层、5隔热层和6摩擦凹槽。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，本技术提供一种技术方案：一种锂离子电池的正极极片,包括正极活性材料层1、集流体层2、三维簇结构层3、硅涂层4、隔热层5、摩擦凹槽6，所述正极活性材料层1涂覆于集流体层2上，所述正极活性材料层1由锰酸锂层、磷酸亚铁锂层、磷酸锰铁锂层、磷酸钒锂层、钴酸锂层、锰酸锂层和硅酸亚铁锂层组成，所述隔热层5均匀涂布在正极活性材料层1上，所述隔热层5内设有隔热空心小颗粒，所述隔热空心小颗粒的空心体积与隔热空心小颗粒的体积比为0.5，所述摩擦凹槽6均匀设置在集流体层2上，所述三维簇结构层3附着于正极活性材料层1上，所述三维簇结构层3由至少一组锥形碳纳米管聚合而成，所述硅涂层4涂覆在三维簇结构层3上，所述硅涂层3厚度为6微米，硅涂层上的锥形碳纳米管聚合而成的三维簇结构层与常用的石墨基正电极相比，构造出的锂离子电池展现出很强的充放电性和卓越的循环稳定性，其充电速度要快上将近16倍，同时电池总电量有可能增加63%，电池的重量和大小都可减少40%左右；集流体层表面设有摩擦凹槽，通过这种化学或物理的方法对集流体进行表面刻蚀，形成粗糙表面，从而提高集流体与活性材料的附着力，不仅可缓解锂离子电池电极在充放电过程中的体积变化，而且还可改善合金电极的高倍率充放电性能，与光滑铜片集流体电极相比，具有更好的循环性能，能显著提高锂离子电池的使用性能。工作原理：充电时，锂离子从正极材料的晶格中脱出，经过电解质后插入到负极材料的晶格中，使得负极富锂，正极贫锂；放电时锂离子从负极材料的晶格中脱出，经过电解质后插入到正极材料的晶格中，使得正极富锂，负极贫锂。这样正负极材料在插入及脱出锂离子时相对于金属锂的电位的差值，就是电池的工作电压。尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池的正极极片，包括正极活性材料层（1）、集流体层（2）、三维簇结构层（3）、硅涂层（4）、隔热层（5）、摩擦凹槽（6），其特征在于：所述正极活性材料层（1）涂覆于集流体层（2）上，所述隔热层（5）均匀涂布在正极活性材料层（1）上，所述摩擦凹槽（6）均匀设置在集流体层（2）上，所述三维簇结构层（3）附着于正极活性材料层（1）上，所述硅涂层（4）涂覆在三维簇结构层（3）上，所述硅涂层（4）厚度为4‑9微米。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的正极极片，包括正极活性材料层（1）、集流体层（2）、三维簇结构层（3）、硅涂层（4）、隔热层（5）、摩擦凹槽（6），其特征在于：所述正极活性材料层（1）涂覆于集流体层（2）上，所述隔热层（5）均匀涂布在正极活性材料层（1）上，所述摩擦凹槽（6）均匀设置在集流体层（2）上，所述三维簇结构层（3）附着于正极活性材料层（1）上，所述硅涂层（4）涂覆在三维簇结构层（3）上，所述硅涂层（4）厚度为4-9微米。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张学红，丁现亮，杨忠彬，常秀荣，和明莉，董新志，刘琦，
申请(专利权)人：新乡市中天光源材料有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41