[發(fā)明專(zhuān)利]一種二次電池電極和二次電池

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010141313.0
• 申請(qǐng)日: 2010-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102208648A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝紅波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/62
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/62;H01M10/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于二次電池領(lǐng)域，尤其涉及一種二次電池電極和使用該電極的二次電池。

背景技術(shù)

二次電池(例如鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰離子電池)的充、放電性能，尤其是放電率受溫度影響顯著。具體來(lái)說(shuō)，二次電池在較低溫度下(一般不超過(guò)10℃)充電困難，充電效率較低，比如以1C電流充電5小時(shí)后電池容量仍不能達(dá)到常溫充放電時(shí)實(shí)際容量的30％；而在常溫下充滿(mǎn)電后，其低溫放電性能也較差，例如在10℃左右以1C放電5小時(shí)后放出的電量不超過(guò)常溫充放電時(shí)實(shí)際容量的10％。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決二次電池在低溫下(不超過(guò)10℃使用)時(shí)，放電率較低的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明首先提供一種二次電池電極，包括集流體和涂敷或填充在集流體上的電極材料，所述電極材料包括電極活性物質(zhì)、電極添加劑、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑，所述電極添加劑包括VIB、VIIB、或VIII族金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物中的至少一種，所述電極添加劑的比表面積不小于150m²/g、平均粒徑不大于30μm、孔隙率不低于30％，且所述電極添加劑占電極活性物質(zhì)的質(zhì)量百分含量不超過(guò)10wt％。

為了解決二次電池在低溫下(不超過(guò)10℃使用)時(shí)，放電率較低的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種二次電池，包括電池殼體、電極組和電解液，電極組和電解液密封在電池殼體內(nèi)，電極組包括依次卷繞或疊置的正極、隔膜和負(fù)極，所述正極和/或負(fù)極采用本發(fā)明提供的電極。

使用本發(fā)明提供的二次電池電極，使二次電池的低溫放電率顯著提高，鎳氫二次電池-10℃下2C放電的放電率平均提高90％，鋰離子二次電池-10℃下2C放電的放電率平均提高36％，鎳鎘二次電池-10℃下2C放電的放電率平均提高32％。另外，電池的常溫大電流放電率(常溫5C放電率)、高溫放置后容量保持率(60℃放置3天后容量保持率)以及過(guò)沖漏液時(shí)間等性能均有不同程度的改善。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明具體實(shí)施方式首先提供一種二次電池電極，包括集流體和涂敷或填充在集流體上的電極材料，所述電極材料包括電極活性物質(zhì)、電極添加劑、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑，所述電極添加劑包括VIB、VIIB、或VIII族金屬氧化物和導(dǎo)電聚合物中的至少一種，所述電極添加劑的比表面積不小于150m²/g、平均粒徑不大于30μm、孔隙率不低于30％，且所述電極添加劑占電極活性物質(zhì)的質(zhì)量百分含量不超過(guò)10wt％。

本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的二次電池電極，其應(yīng)用不受限制，可以用作任意一種二次電池的正極或負(fù)極。也就是說(shuō)，任意一種二次電池(例如鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰離子電池)均可使用本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的電極作為正極、負(fù)極或正、負(fù)極均使用本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的二次電池電極。

根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的二次電池電極，所述電極活性物質(zhì)沒(méi)有特殊限定，可以是常見(jiàn)的任意一種二次電池的電極活性物質(zhì)，例如鎳氫電池正極活性物質(zhì)球鎳、覆鈷球鎳、氫氧化鎳(Ni(OH)₂)，鎳氫電池負(fù)極活性物質(zhì)儲(chǔ)氫合金(例如AB₅型儲(chǔ)氫合金，如CeNi₅、LaNi₅、CeCo₅、CeFe₅等)，鋰離子二次電池正極活性物質(zhì)(例如鈦酸鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰等)，鋰離子二次電池負(fù)極活性物質(zhì)碳材料(例如天然石墨、人工石墨、活性碳、碳纖維、焦炭以及由各種有機(jī)前驅(qū)體熱解而制備的碳)等。

根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的二次電池電極，電極添加劑的比表面積不小于150m²/g、平均粒徑不大于30μm，孔隙率不低于30％，且所述電極添加劑占電極活性物質(zhì)的質(zhì)量百分含量不超過(guò)10wt％。使用滿(mǎn)足上述條件的電極添加劑可以改善二次電池的低溫充放電性能的原理是：在電池充電時(shí)，這些大比表面積、大孔隙率的材料吸附電解液中的正、負(fù)離子，使之分別富集在負(fù)極和正極表面。具體來(lái)說(shuō)，充電時(shí)，正極上的電極添加劑吸附電解液中的負(fù)離子，使之富集在正極表面；負(fù)極上的電極添加劑吸附電解液中的正離子，使之富集在負(fù)極表面。上述吸附是物理吸附，沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，因而相比于需要一定化學(xué)反應(yīng)活化能才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而放出電荷的二次電池本身的放電過(guò)程(化學(xué)反應(yīng)放出電荷)，上述過(guò)程更容易在低溫下發(fā)生，電池的低溫放電效率也就得到改善。