[發明專利]一種新型鋰電池

有效

• 申請號: 201210439101.X
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN103811760A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 李志堅;鄧堯平;王小林
• 申請（專利權）人: 佛山市順德區精銳電池科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京振安創業專利代理有限責任公司 11025
• 代理人: 姜林

技術領域

本發明屬于一種電源裝置，尤為是一種可充電的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池已得到日益廣泛的應用，鋰離子電池的基本結構是有陽極和陰極，陽極和陰極材料之間設置一個多孔的聚合物隔離膜，并將得到的電極組件用一種含鋰鹽的非水性電解質浸漬而制備，在這樣的電池中，在放電期間，鋰離子從陽極通過電解液，然后插入陰極，在充電期間，離子的流動可逆的，鋰離子從陰極通過電解液，然后作為金屬鋰原子沉積回到陽極上；上述的鋰離子電池存在若干技術上待解決的問題，例如充電時間長（特別是對大型的動力鋰電池），相對于陽極的厚度，陰極的厚度較大而使電池小型化有困難，當然還存在其它的安全性等缺陷。

發明內容

本發明的發明目的是通過提高陰極材料可插入的鋰離子的容量，進而實現電池小型化或更易形成更薄的電池。

實現本發明的技術解決方案如下：包括電池殼體和置于電池殼體內的陽極、陰極和電解液，陽極與陰極之間有多孔的聚合物隔板，關鍵是陰極由鋰化的過渡金屬插層活性物質、納米級膨潤土和碳粉制備，陽極由碳質材料制備，陽極與陰極的厚度之比為1∶1～1∶3。

所述的陰極中的鋰化的過渡金屬插層活性物質、納米級膨潤土和碳粉按重量分別為90～92%、0.5～1.5%和4～5%，余量為PVDF。

所述的陰極中的鋰化過渡金屬插層活性物質包括選自鋰化過渡金屬氧化物、鋰化金屬磷酸鹽、鋰化鈷氧化物，LiCoO₂、LiNiCoO₂、LiAlNiCoO₂、LiMnNiCoO₂、LiMnO₂、Li₂Mn₂O₄和LiFe（PO₄）_6??的一種或多種化合物。

所述的陽極與陰極的厚度之比為1∶1.5或1∶2或1∶2.5。

所述的陰極中設有導電支撐件，導電支撐件為銅箔或鋁箔或其它適宜的金屬、導電聚合物的薄狀物。

所述的納米級膨潤土的顆粒直徑為5～50nm，其由高速剪切方法制備。

所述的陽極的碳質材料中加入按重量計為0.2～0.5%的納米級膨潤土顆粒，或所述的納米級膨潤土顆粒經石墨材料包覆處理。

所述的納米級膨潤土為負一價或負二價或負三價，或納米級膨潤土經有機處理—即在納米級膨潤土的晶層間插入有機離子。

所述的陽極中設有導電支撐件，導電支撐件為銅箔或鋁箔或其它適宜的金屬、導電聚合物的薄狀物。

按上述的結構制備的鋰離子電池，由于陰極的厚度大幅降低，整個電池的厚度則可大幅降低，由于納米級膨潤土具有層狀結構且具有負電性，其層間結構中可插入大量的鋰離子，可提高陰極材料的鋰化程度或可容納大量的鋰離子，由于陰極的厚度降低，機械強度亦會降低，故可適當增加陰極內的導電支撐件的厚度；當陽極中亦加入微量的納米級膨潤土時，亦可提高陽極中鋰離子的吸納，并且充電時間可以大為減少，其減少的幅度視陽極和陰極的厚度的減小幅度而定。

附圖說明

圖1為本發明的局部斷面示意圖。

具體實施方式

請參見圖1，圖1僅給出了鋰離子電池的局部結構圖以說明本發明，電池的其它沒有給出的部分為已有技術。本發明的具體實施方案包括電池殼體1和置于電池殼體1內的陽極2、陰極3和非水性電解液4，陽極2與陰極3之間有多孔的聚合物隔板5，電池應有的其它部分如蓋板、電極耳和導線等為已有技術則不再詳述，上述多孔的聚合物隔板5亦為已有技術，當電池使用液態的電解質時則有隔板5隔離陽極2與陰極3，如果電解質為固體聚合物電解液，那么如本領域已知，電池內可不包括隔板5，且如本領域所示固體電解液可以布置于陽極2和陰極3之間。