[發明專利]電池正極、其制備方法、電池負極、其制備方法及電容電池

無效

• 申請號: 201210088167.9
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN103367707A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 周明杰;鐘玲瓏;王要兵
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/1393;H01M10/052
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

技術領域

本發明涉及電化學領域，尤其涉及一種電池正極及其制備方法；本發明還涉及一種電池負極及其制備方法；本發明還涉及一種是用上述電池正極和電池負極作為電極的電容電池。

背景技術

現有鋰離子電池的正極材料主要采用無機金屬化合物，其主要包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰以及混合的體系；無機金屬化合物類作為正極材料時，其制備工藝復雜、成本高。

近年來，也開發了一些有機化合物作為正極材料，但是由于這些正極材料電導率低、熱穩定性和機械性能差，且電池循環壽命低，因此，這些有機化合物的正極材料不適宜做電極材料。

當鋰離子電池采用有機化合物作為正極材料時，負極一般采用金屬鋰，金屬鋰在充放電過程中，鋰表面會不斷的溶解和沉淀，且容易產生枝晶，造成電池內部短路。。

發明內容

本發明所要解決的問題之一在于提供一種可以降低電容電池從制造成本以及防止電容電池內部短路的電池正極。

一種電池正極，包括鋁箔以及涂覆在鋁箔上的正極活性材料，其中，所述正極活性材料包括質量比為85∶5∶10的氧化石墨、聚偏氟乙烯粘結劑以及導電炭黑Super?P；其中，所述氧化石墨中，氧的質量百分數為20～60％。

本發明所要解決的問題之二在于提供一種上述電池正極的制備方法，包括步驟如下：

S1、按照質量比為85∶5∶10的比例，將氧化石墨、聚偏氟乙烯粘結劑以及導電炭黑Super?P混合均勻，得到漿料；其中，所述氧化石墨中，氧的質量百分數為20～60％；

S2、將漿料涂覆在鋁箔上，經干燥、軋膜、切邊處理，制得電池正極。

本發明所要解決的問題之三在于提供一種可以降低電容電池從制造成本以及防止電容電池內部短路的電池負極，包括銅箔以及涂覆在銅箔上的負極活性材料，其中，所述負極活性材料包括質量比為85∶5∶10的石墨烯、聚偏氟乙烯粘結劑以及導電炭黑Super?P；所述電池負極還包括鋰片，該鋰片貼附在負極活性材料表面，所述鋰片、負極活性材料以及銅箔形成層狀疊合。

本發明所要解決的問題之四在于提供一種電池負極的制備方法，包括如下步驟：

A1、按照質量比為85∶5∶10的比例，將石墨烯、聚偏氟乙烯粘結劑以及導電炭黑Super?P混合均勻，得到漿料；

A2、將漿料涂覆在銅箔和鋰片之間，形成層狀疊合，經干燥、軋膜、切邊處理，制得電池負極。

所述電池負極的制備方法，步驟A1中，所述石墨烯的比表面積為100-2000m²/g；優選，所述石墨烯的比表面積為500-1000m²/g。

作為優選方案，石墨烯可以選用經改性后的石墨烯，如，氮摻雜石墨烯或硼摻雜石墨烯，且氮或硼的摻雜質量百分比為0.1～10％；這樣，通過對石墨烯摻雜改性處理，進一步提高電池負極的容量。

本發明所要解決的問題之五在于提供一種電容電池，其包括上述制得的電池正極和電池負極、隔膜、電解液以及電池殼體；電池正極、隔膜、電池負極順序疊片組裝成電芯，電池殼體密封電芯，電解液盛裝在電池殼體里。

所述電容電池中，所述電解液包括離子液體、鋰鹽和溶劑；所述電解液中，鋰鹽在電解液鋰的摩爾濃度為1mol/L，離子液體與溶劑的體積比為1∶0.2～1。

所述電解液中，離子液體包括1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑雙(三氟甲磺酰亞胺)、四乙基銨四氟硼酸鹽、N-丁基-N-甲基哌啶雙(三氟甲磺酰亞胺)以及N-丁基-N-甲基吡咯烷雙(三氟甲磺酰亞胺)中的至少一種；

所述電解液中，鋰鹽為LiPF₆、LiBF₄、LiBOB、LiCF₃SO₃、LiN(SO₂CF₃)₂及LiAsF₆中的至少一種；

所述電解液中，溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、r-丁內酯、碳酸甲乙烯酯、碳酸甲丙酯、乙酸乙酯及乙腈中至少一種。

本發明制得的電容電池具有如下有益效果：(1)由于電池正極本身不含鋰，且電池負極采用鋰片貼合結構，簡化了操作工藝，降低制造成本；(2)該正極片與含金屬鋰的負極組成電池，可以避免充放電時產生枝晶，導致電池內部短路的問題。

附圖說明

圖1為實施例1制得的電容電池結構示意圖。

具體實施方式