正极以及含有正极的电池制造技术

本发明专利技术提供一种正极，包括正极片、正极集流体和设置于所述正极片和正极集流体之间的粘接层，所述正极片包括能够可逆脱出-嵌入第一金属离子的正极活性物质，所述粘接层包括粘结剂和导电剂。本发明专利技术提供的正极抗腐蚀性好、一致性高。本发明专利技术还提供一种电池，电池包括所述正极。本发明专利技术提供的电池能够改善电池正极中导电剂存在的腐蚀问题，从而进一步改善电池的自放电问题，提高电池的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池领域，具体涉及一种正极。本专利技术还涉及含有这种正极的电池。
技术介绍
铅酸电池，其出现已超百年，拥有着成熟的电池技术，占据着汽车启动电瓶、电动自行车、UPS等储能领域的绝对市场份额。铅酸电池虽然循环使用寿命较低，能量密度也相对较低，但却拥有价格非常低廉，性价比非常高的优点。因此，近些年来，镍氢电池、锂离子电池、钠硫电池等，均无法在储能领域取代铅酸电池。新出现了水系电池。该电池的工作原理为，正极基于第一金属离子的脱出-嵌入反应，负极基于第二金属离子的沉积-溶解反应，电解液含参与正极脱出-嵌入反应的第一金属离子和参与负极沉积-溶解反应的第二金属离子。该类型电池的理论能量密度为160Wh/Kg，预计实际能量密度可达50～80Wh/Kg。综上所述，该类型电池非常有希望成为替代铅酸电池的下一代储能电池，具有极大的商业价值。但是，目前该类电池自放电问题较为严重，会导致电池电化学性能迅速恶化，限制了该类电池的实际应用，因此，亟待寻找一种新的离子交换电池，能够改善电池的自放电问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种正极，能够改善正极导电剂的腐蚀问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种正极，包括正极片、正极集流体和设置于所述正极片和正极集流体之间的粘接层，所述正极片包括能够可逆脱出-嵌入第一金属离子的正极活性物质，所述粘接层包括粘结剂和导电剂。>优选的，所述粘接层每安时的重量范围为0.5g-1g。优选的，所述粘结剂在所述粘接层中的重量比例范围为1-70％，所述导电剂在所述粘接层中的重量比例范围为30-99％。优选的，所述粘结剂的材料选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丙烯腈多元共聚物、羟丙基甲基纤维素、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶的混合物。优选的，所述导电剂的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯、碳黑和碳纤维中的至少一种。本专利技术提供一种电池，能够改善电池正极导电剂的腐蚀问题，从而进一步改善电池的自放电问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种电池，包括正极、负极以及电解液，所述电解液包括至少一种能够溶解电解质并使所述电解质电离的溶剂；所述电解液包括第一金属离子和第二金属离子，所述第二金属离子在充电过程中在所述负极还原沉积为第二金属，所述第二金属在放电过程中氧化溶解为第二金属离子，所述正极如上所述。优选的，所述正极集流体包括电化学惰性的第一载体和石墨，所述石墨包覆在所述第一载体上。优选的，所述第一载体的材料选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、聚丙烯腈中的一种。优选的，所述电池还包括添加剂铋化合物，所述铋化合物添加的对象包括所述负极和/或所述电解液中。优选的，所述铋化合物选自三氧化二铋和/或硝酸铋。优选的，所述电池还包括隔膜。优选的，所述电解液的pH值为3-7。优选的，所述溶剂为水或醇。优选的，所述电解质中的阴离子包括硫酸根离子、氯离子、醋酸根离子、甲酸根离子、磷酸根离子或烷基磺酸根离子中一种或几种。优选的，所述第一金属离子选自锂离子、钠离子、镁离子或锌离子。优选的，所述第二金属离子为锰离子、铁离子、铜离子、锌离子、铬离子、镍离子、锡离子或铅离子。优选的，所述正极活性物质选自LiMn2O4、LiFePO4或LiCoO2中一种或几种。优选的，所述负极包括黄铜箔和锌箔。与现有技术相比，本专利技术电池正极包括粘接层，可以有效的改善正极自放电问题，提高了电池浮充寿命，同时电池制备工艺简单，电池性能一致性好。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种正极，所述正极包括正极片、正极集流体和设置于正极片和正极集流体之间的粘接层，正极片包括能够可逆脱出-嵌入第一金属离子的正极活性物质，粘接层包括粘结剂和导电剂。粘接层中的粘结剂可以增加正极片和正极集流体之间的结合力，导电剂可以降低正极片和正极集流体之间的界面阻抗，从而改善了正极片和正极集流体之间的导电界面。优选的，粘结剂的材料选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、丙烯腈多元共聚物(LA133)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯酰胺(PAM)、或羧甲基纤维素钠(CMC)与丁苯橡胶(SBR)的混合物。优选的，导电剂的材料选自石墨、碳纳米管、石墨烯、碳黑和碳纤维中的至少一种。优选的，粘结剂在粘接层中的重量比例范围为1-70％，导电剂在粘接层中的重量比例范围为30-99％。优选的，按照设计的电池容量来计，所述粘接层每安时的重量范围为0.5-1g。示例的，如含有该正极的电池容量为5Ah，那么粘接层的重量范围即为2.5-5g。正极集流体仅作为电子传导和收集的载体，不参与电化学反应，即在电池工作电压范围内，正极集流体能够稳定的存在于电解液中而基本不发生副反应，从而保证电池具有稳定的循环性能。正极集流体的选材和构成有多种选择。【选择一】正极集流体的材料选自碳基材料、金属或合金中的一种。碳基材料选自玻璃碳、石墨箔、石墨片、泡沫碳、碳毡、碳布、碳纤维中的一种。在具体的实施方式中，正极集流体为石墨，如商业化的石墨压制的箔，其中石墨所占的重量比例范围为90-100％。金属包括Ni、Al、Fe、Cu、Pb、Ti、Cr、Mo、Co、Ag或经过钝化处理的上述金属中的一种。合金包括不锈钢、碳钢、Al合金、Ni合金、Ti合金、Cu合金、Co合金、Ti-Pt合金、Pt-Rh合金或经过钝化处理的上述金属中的一种。不锈钢包括不锈钢网、不锈钢箔，不锈钢的型号包括但不仅限于不锈钢304或者不锈钢316或者不锈钢316L中的一种。优选地，对正极集流体进行钝化处理，其的主要目的是，使正极集流体的表面形成一层钝化的氧化膜，从而在电池充放电过程中，能起到稳定的收集和传导电子的作用，而不会参与电池反应，保证电池性能稳定。正极集流体钝化处理方法包括化学钝化处理或电化学钝化处理。化学钝化处理包括通过氧化剂氧化正极集流体，使正极集流体表面形成钝化膜。氧化剂选择的原则为氧化剂能使正极集流体表面形成一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正极，其特征在于：所述正极包括正极片、正极集流体和设置于所述正极片和正极集流体之间的粘接层，所述正极片包括能够可逆脱出‑嵌入第一金属离子的正极活性物质，所述粘接层包括粘结剂和导电剂。

【技术特征摘要】
1.一种正极，其特征在于：所述正极包括正极片、正极集流体和设置
于所述正极片和正极集流体之间的粘接层，所述正极片包括能够可
逆脱出-嵌入第一金属离子的正极活性物质，所述粘接层包括粘结
剂和导电剂。
2.如权利要求1所述的正极，其特征在于：所述粘接层每安时的重量
范围为0.5g-1g。
3.如权利要求1所述的正极，其特征在于：所述粘结剂在所述粘接层
中的重量比例范围为1-70％，所述导电剂在所述粘接层中的重量比
例范围为30-99％。
4.如权利要求1所述的正极，其特征在于：所述粘结剂的材料选自聚
四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丙烯腈多元共聚物、羟丙基甲基纤维素、
聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺或羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶的混合物。
5.如权利要求1所述的正极，其特征在于：所述导电剂的材料选自石
墨、碳纳米管、石墨烯、碳黑和碳纤维中的至少一种。
6.一种电池，包括正极、负极以及电解液，所述电解液包括至少一种
能够...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗小松，刘洋，刘新永，陈璞，
申请(专利权)人：苏州宝时得电动工具有限公司，陈璞，
类型：发明
国别省市：江苏;32