[實用新型]一種用于提高正極粉電子電導(dǎo)率的涂覆結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN203103406U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 成斌;倪丹;王理
• 申請（專利權(quán)）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 閆俊芬

本實用新型涉及鋰離子電池正極片涂敷技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于提高正極粉電子電導(dǎo)率的涂覆結(jié)構(gòu)。

為了適應(yīng)未來大功率電動自行車、電動汽車的需要，研究開發(fā)倍率性能、低溫性能更好的鋰離子電池成為重中之重。

鋰離子電池是包括以鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等及其混合物為主材料的正極、以石墨、二氧化鈦、碳材料等及其混合物為主材料負(fù)極、以聚丙烯、聚乙烯及其混合物為隔膜、以通過卷繞或者疊片方式組成的極組，以及電解液。

鋰離子電池從本質(zhì)上是涉及離子傳導(dǎo)和電子傳導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，因此其倍率性能和低溫性能的好壞取決于離子電導(dǎo)率和電子電導(dǎo)率的高低。

具體來說，電子的傳導(dǎo)包括三部分：

（1）電子在活性物質(zhì)本體內(nèi)從價帶向?qū)У能S遷；

（2）電子在活性物質(zhì)顆粒之間的傳導(dǎo)；

（3）電子在活性物質(zhì)與集流體之間的傳導(dǎo)。

現(xiàn)有的鋰離子電池生產(chǎn)工藝中，在勻漿過程中加入導(dǎo)電劑是為了提高電子在活性物質(zhì)顆粒與顆粒之間的傳導(dǎo)，所謂活性物質(zhì)即為正極粉料，集流體即為鋁箔?，F(xiàn)有的電子傳導(dǎo)于集流體上的方式只有一種，即穿過活性物質(zhì)（正極粉料）顆粒流向集流體（鋁箔），其傳導(dǎo)速度較慢。正是由于傳導(dǎo)速度較慢、電子電導(dǎo)率低，而導(dǎo)致其倍率性能和低溫性能較差，使其無法適用于更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。

現(xiàn)有的鋰離子電池生產(chǎn)工藝中，在勻漿過程中加入導(dǎo)電劑是為了提高電子在活性物質(zhì)顆粒與顆粒之間的傳導(dǎo)，所謂活性物質(zhì)即為正極粉料，集流體即為鋁箔。現(xiàn)有的電子傳導(dǎo)于集流體上的方式只有一種，即穿過活性物質(zhì)（正極粉料）顆粒流向集流體（鋁箔），其傳導(dǎo)速度較慢。正是由于傳導(dǎo)速度較慢、電子電導(dǎo)率低，而導(dǎo)致其倍率性能和低溫性能較差，使其無法適用于更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種用于加快活性物質(zhì)顆粒向集流體傳導(dǎo)電子的速率，提高正極粉電子電導(dǎo)率的涂覆結(jié)構(gòu)。

為實現(xiàn)本實用新型的目的所采用的技術(shù)方案是：一種用于提高正極粉電子電導(dǎo)率的涂覆結(jié)構(gòu)，其特征在于包括鋁箔層、導(dǎo)電碳層和第一正極粉料層，所述鋁箔層的一面或雙面上涂敷有第一正極粉料層；所述第一正極粉料層外面涂敷有導(dǎo)電碳層；所述導(dǎo)電碳層的涂敷面積大于第一正極粉料層的面積，所述導(dǎo)電碳層的涂敷面積大于第一正極粉料層的外延部分直接涂敷在鋁箔層上。

更進一步的，所述導(dǎo)電碳層外面覆蓋有第二正極粉料層。

一般來講，上述第一正極粉料層的涂敷面積大于或等于第二正極粉料層。

優(yōu)選的，第一正極粉料層的涂敷量和涂敷面積與第二正極粉料層相同。

本實用新型的工作原理為：在正極粉料層的上面或在正極粉料層的中間涂覆一層導(dǎo)電碳層，由于該導(dǎo)電碳層的加入，增加了活性物質(zhì)顆粒向集流體的電子傳導(dǎo)的速率，即正極粉料與鋁箔之間的電子傳導(dǎo)速率。引入導(dǎo)電碳層之后，正極粉料層的電子既可以穿過粉體顆粒流向鋁箔層，還可以先流向?qū)щ娞紝佑蓪?dǎo)電碳層再傳向鋁箔層。雖然有兩種路徑可選，但是正極粉料層的電子還是會優(yōu)先選擇電導(dǎo)率更快的導(dǎo)電碳層，因此，導(dǎo)電碳層的引入會提高正極粉料層流向鋁箔層的速率，從而改善因電子電導(dǎo)率低而引起的倍率性能和低溫性能差的問題。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型引入導(dǎo)電碳層，能夠提高正極粉料層電子流向鋁箔層的速率，從而改善因電子電導(dǎo)率低而引起的倍率性能和低溫性能差的問題，提高了鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域。

圖1所示為本實用新型涂敷結(jié)構(gòu)的主視圖；

圖2所示為本實用新型涂敷結(jié)構(gòu)的右視圖。

圖2所示為本實用新型涂敷結(jié)構(gòu)的右視圖。

圖中：1是鋁箔層、2是導(dǎo)電碳層、3是第一正極粉料層、4是第二正極粉料層。

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例：一種用于提高正極粉電子電導(dǎo)率的涂覆結(jié)構(gòu)，包括鋁箔層1、導(dǎo)電碳層2和第一正極粉料層3，所述鋁箔層1的雙面上各涂敷有第一正極粉料層3；所述第一正極粉料層3外面涂敷有導(dǎo)電碳層2；所述導(dǎo)電碳層2的涂敷面積大于第一正極粉料層3的面積，所述導(dǎo)電碳層2的涂敷面積大于第一正極粉料層3的外延部分直接涂敷在鋁箔層1上。

如圖1所示，所述導(dǎo)電碳層2外面覆蓋有第二正極粉料層4；

作為進一步的限定，第一正極粉料層3的涂敷面積大于或等于第二正極粉料層4，但是兩者的涂覆量可以相同也可以不同。