[發明專利]一種鋰離子電池正極結構和鋰離子電池

在審

• 申請號: 201711349916.8
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108110213A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 向勇;宋世湃;彭邦恒
• 申請（專利權）人: 北京亦莊材料基因研究院有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京創遇知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 李芙蓉;馮建基

本發明公開了一種鋰離子電池正極結構和鋰離子電池，包括襯底、離子導體、正極導體層和電子導體；所述襯底設置有正極集流體層，所述離子導體包括離子導體層和凸起部件；所述正極導體層位于所述正極集流體層和所述離子導體層之間；所述凸起部件的一端與所述離子導體層相連，所述凸起部件的另一端嵌入所述正極導體層；所述電子導體的一端與所述正極集流體層相連，所述電子導體的另一端嵌入所述正極導體層。采用本發明的技術方案，能夠增加鋰離子電池的容量和能量密度。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池電極材料制備技術領域，具體涉及一種鋰離子電池正極結構和鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池已廣泛應用于移動電話、筆記本電腦等便攜式電器中，深受廣大用戶的鐘愛，在未來的電動汽車也有著非常好的應用前景，必將對未來人們的生活產生深刻的影響。

目前，通常采用半導體薄膜工藝制備的“三明治”疊層結構的鋰離子，鋰離子電池的正極結構中，正極層只含有正極活性物質，不含有電子和離子傳導介質，限制了正極層的厚度，降低了鋰離子電池的容量和能量密度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池正極結構和鋰離子電池，提高了鋰離子電池的容量和能量密度。

為實現上述目的，本發明提供一種鋰離子電池正極結構，包括襯底、離子導體、正極導體層和電子導體；

所述襯底設置有正極集流體層，所述離子導體包括離子導體層和凸起部件；

所述正極導體層位于所述正極集流體層和所述離子導體層之間；

所述凸起部件的一端與所述離子導體層相連，所述凸起部件的另一端嵌入所述正極導體層；

所述電子導體的一端與所述正極集流體層相連，所述電子導體的另一端嵌入所述正極導體層。

進一步地，上述所述的鋰離子電池正極結構中，所述離子導體層和所述凸起部件為一體化結構。

進一步地，上述所述的鋰離子電池正極結構中，所述電子導體和所述凸起部件交錯排列。

進一步地，上述所述的鋰離子電池正極結構中，所述正極集流體層由第一金屬材料形成。

進一步地，上述所述的鋰離子電池正極結構中，所述電子導體由第二金屬材料或者含碳材料形成；

所述第一金屬材料與所述第二金屬材料相同或者不同。

進一步地，上述所述的鋰離子電池正極結構中，所述離子導體層厚度為1-3μm；所述凸起部件的厚度為0.7-5.7μm。

進一步地，上述所述的鋰離子電池正極結構中，所述正極導體層的厚度為1-6μm。

進一步地，上述所述的鋰離子電池正極結構中，電子導體的厚度為0.7-5.7μm。

進一步地，上述所述的鋰離子電池正極結構中，所述離子導體通過物理氣相沉積方法、三維打印方法和模板法中的至少一種制備；和/或，所述電子導體通過物理氣相沉積方法、三維打印方法和模板法中的至少一種制備。

本發明還提供一種鋰離子電池，包括依次設置的電池包裝隔離保護膜、負極流體層、負極導體層和如上所述的鋰離子電池正極結構。

本發明的鋰離子電池正極結構和鋰離子電池，通過設置襯底、離子導體、正極導體層和電子導體，并將離子導體的凸起部件和電子導體分別嵌入正極導體層，形成三維離子/電子導體混合網絡的鋰離子電池正極結構，實現了在不降低活性材料利用率的前提下，增加正極導體層的厚度。采用本發明的技術方案，能夠增加鋰離子電池的容量和能量密度。

附圖說明

圖1為本發明的鋰離子電池正極結構實施例的結構示意圖；