[發明專利]正極及鋰離子電池

有效

• 申請號: 201210281927.8
• 申請日: 2012-08-09
• 公開（公告）號: CN103579633A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 何向明;王莉;李建軍;高劍
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M4/60;H01M4/137;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池正極及鋰離子電池，尤其涉及一種含硫正極及應用該含硫正極的鋰離子電池。

背景技術

聚丙烯腈(PAN)是由交替碳原子上帶有氰基的飽和碳骨架構成的高聚物，其自身并無導電性，但研究發現若將聚丙烯腈粉末與硫粉混合并加熱可使聚丙烯腈熱解并與硫復合，制備出具有化學活性的可導電的含硫復合材料。該含硫復合材料可作為鋰離子電池的正極活性材料，且具有較高的首次放電比容量。請參閱硫化聚丙烯腈鋰離子電池的制備，任建國等，《電池》，Vol38,?No12,?p73-74（2008）。

然而，雖然該含硫復合材料作為正極活性材料時具有較高的首次放電比容量，但隨著充放電循環的不斷進行，充放電容量也隨之不斷降低，使電池的容量保持率大幅降低，導致電池的循環性能較差。上述文章中揭露的鋰離子電池的首次放電容量為906.4?mAh，20?次循環后衰減到740.0?mAh，容量保持率為81.7?%。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種含硫鋰離子電池正極及應用該正極的鋰離子電池，使用該正極的鋰離子電池具有較高容量保持率。

一種鋰離子電池正極，其包括正極集流體以及正極材料層，該正極材料層設置在該正極集流體至少一表面，該正極材料層包括正極活性材料，該正極活性材料包括硫化聚并吡啶，該硫化聚并吡啶包括聚并吡啶基體及分散在該聚并吡啶基體中的硫，該正極集流體包括聚合物基底及覆蓋于該聚合物基底靠近該正極材料層的表面的石墨烯層。

一種鋰離子電池，包括上述鋰離子電池正極。

該鋰離子電池正極以硫化聚并吡啶作為正極活性材料，并采用具有石墨烯層的聚合物基底作為正極集流體，該硫化聚并吡啶與該正極集流體具有較好的配合性能，相對于以金屬，如鋁箔作為正極集流體的鋰離子電池具有更好的容量保持率，以及更為優越的安全性。

附圖說明

圖1為本發明實施例鋰離子電池正極的側視示意圖。

圖2為本發明實施例硫化聚并吡啶、單質硫及聚并吡啶的拉曼光譜比較圖。

圖3為本發明另一實施例鋰離子電池正極的爆破示意圖。

圖4為本發明實施例鋰離子電池的結構示意圖。

圖5為本發明實施例鋰離子電池在0V-3V區間的充放電電壓曲線圖。

圖6為本發明實施例鋰離子電池在1V-3V區間的充放電電壓曲線圖。

圖7為本發明實施例鋰離子電池充放電循環測試曲線圖。

圖8為本發明實施例鋰離子電池放置30天后與未經放置時的放電電壓曲線圖。

圖9為本發明實施例鋰離子電池自放電0-30天的容量保持率曲線圖。

主要元件符號說明