[發(fā)明專利]一種正極極片及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011173467.8
• 申請(qǐng)日: 2020-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112234185B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘躍德;李素麗;李俊義;徐延銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/38
• 分類號(hào): H01M4/38;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/0565
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 黃健;臧建明

本發(fā)明提供一種正極極片及其應(yīng)用，該正極極片包括集流體和設(shè)置在所述集流體至少一個(gè)功能表面的功能層；所述功能層按照逐漸遠(yuǎn)離所述集流體的方向依次包括含硫?qū)雍秃鈱樱龊驅(qū)又邪ü虘B(tài)電解質(zhì)。通過(guò)將本發(fā)明的正極極片和鋰金屬負(fù)極搭配，可以獲得高比容量和高安全性能的固態(tài)電解質(zhì)鋰電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電極極片，尤其涉及一種正極極片及其應(yīng)用，屬于鋰電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋰碘電池1972年于意大利首次作為心臟起搏器電源應(yīng)用于臨床。目前，我國(guó)每年植入心臟起搏器的人數(shù)約來(lái)越多，植入心臟起搏器已經(jīng)是一個(gè)非常成熟的手術(shù)，目前的人工起搏器會(huì)監(jiān)測(cè)到患者自身的心率和心律，一旦自身的心電脈沖發(fā)放過(guò)于緩慢甚至不發(fā)放時(shí)，起搏器可以自動(dòng)發(fā)放脈沖，刺激心臟，從而恢復(fù)患者的心跳。有研究顯示，76％的患者安裝了起搏器后不再出現(xiàn)任何不適癥狀，從而得以回到從前充滿活力的生活。

作為心臟起搏器的驅(qū)動(dòng)源，鋰碘電池仍然面臨著一些問(wèn)題，例如循環(huán)性能較差、庫(kù)倫效率偏低等，此外，碘單質(zhì)的不穩(wěn)定性也增加了鋰碘電池制備工藝的難度。

現(xiàn)階段，有些研究者針對(duì)鋰碘電池進(jìn)行了結(jié)構(gòu)或者組成上的改進(jìn)從而克服了上述缺陷，但是由于碘自身的比容量的限制，導(dǎo)致用于心臟起搏器的驅(qū)動(dòng)電源的比容量始終無(wú)法得到進(jìn)一步提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種正極極片，通過(guò)將該正極極片的應(yīng)用于電池的正極，不僅能夠顯著提升電池的比容量，還大大提高了電池的安全性能。

本發(fā)明還提供一種電池，該電池采用上述正極極片，因此該電池具有比容量以及安全性能均表現(xiàn)優(yōu)異的特點(diǎn)。

本發(fā)明提供一種正極極片，包括集流體和設(shè)置在所述集流體至少一個(gè)功能表面的功能層；所述功能層按照逐漸遠(yuǎn)離所述集流體的方向依次包括含硫?qū)雍秃鈱樱龊驅(qū)又邪ü虘B(tài)電解質(zhì)。

如上所述的正極極片，其中，所述含硫?qū)又校蛟睾繛?-20mg/㎝²。

如上所述的正極極片，其中，所述含硫?qū)影騿钨|(zhì)-導(dǎo)電材料的復(fù)合物。

如上所述的正極極片，其中，所述硫單質(zhì)-導(dǎo)電材料的復(fù)合物中，硫單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50-90％。

如上所述的正極極片，其中，所述固態(tài)電解質(zhì)包括碘單質(zhì)-聚合物的復(fù)合物。

如上所述的正極極片，其中，所述含硫?qū)影凑召|(zhì)量百分含量包括：硫單質(zhì)-導(dǎo)電材料的復(fù)合物50-80％、碘單質(zhì)-聚合物的復(fù)合物10-40％、添加劑10-20％。

如上所述的正極極片，其中，所述含碘層包括碘單質(zhì)-聚合物的復(fù)合物。

如上所述的正極極片，其中，所述含碘層中，碘元素含量為1-5mg/㎝²。

本發(fā)明還提供一種電池，所述電池的正極極片為上述任一項(xiàng)所述的正極極片。

如上所述的電池，其中，所述電池的負(fù)極極片為含鋰負(fù)極。

本發(fā)明提供的正極極片采用含硫?qū)幼鳛檎龢O活性功能層，并且將其作為電池的正極極片時(shí)，在電池放電的過(guò)程中，負(fù)極失去電子并生成相應(yīng)的金屬離子Mⁿ⁺，該金屬離子Mⁿ⁺與含碘層接觸的過(guò)程中生成MI，MI能夠作為金屬離子Mⁿ⁺的導(dǎo)離子介質(zhì)幫助金屬離子Mⁿ⁺向含硫?qū)拥膫鬏敚?dāng)金屬離子Mⁿ⁺與含硫?qū)咏佑|后，Mⁿ⁺會(huì)與硫反應(yīng)，由于硫單質(zhì)具有較高比容量，因此有助于提升電池的比容量。

此外，由于使用該正極極片的電池在應(yīng)用過(guò)程中能夠原位生成固態(tài)電解質(zhì)MI，因此無(wú)需在電池中添加電解液，極大程度的避免了電池在應(yīng)用過(guò)程中的產(chǎn)氣狀況或者倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中由于碰撞等導(dǎo)致的漏液、產(chǎn)氣等不安全因素，顯著的提升了電池的安全性能。