[发明专利]锂离子电池正极及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极及应用该锂离子电池正极的锂离子电池，尤其涉及一种基于碳纳米管的锂离子电池正极及电池。

背景技术

锂离子电池是一种新型的绿色化学电源，与传统的镍镉电池、镍氢电池相比具有电压高、寿命长、能量密度大的优点。自1990年日本索尼公司推出第一代锂离子电池后，它已经得到迅速发展并广泛用于各种便携式设备。

锂离子电池正极一般包括正极材料和导电颗粒。正极材料主要由正极活性材料构成。正极活性材料一般选用嵌入化合物，常见的有氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂等，其他的正极材料的活性物质还包括铁的氧化物，其他金属氧化物等。导电颗粒一般为导电性良好的颗粒，石墨、乙炔黑和碳纤维具有导电性好、密度小、结构稳定以及化学性质稳定等特性，常被用作锂离子电池正极材料的导电剂。锂离子电池正极的结构有两种，一种是将正极材料和导电颗粒形成一固定形状后直接作为锂离子电池正极，一种是将正极材料和导电颗粒涂敷或固定于一集流体上制得。无论是哪种结构的锂离子电池正极，由于锂离子电池正极活性材料和导电颗粒均为无粘性的粉末，在将其形成固定形状或者涂覆固定于集流体上时，均需要粘结剂将锂离子电池正极粉末和导电颗粒粘合于一体，从而形成具有固定形状的锂离子电池正极。所述粘合剂通常为有机材料，包括聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）或丁苯橡胶（SBR）等。粘结剂在锂离子电池正极中所占的重量比一般为10%左右。由于这些粘结剂材料不具备导电性，粘合剂的加入影响了锂离子电池正极的导电性能，而且，粘合剂在锂离子电池正极中占有一定的体积和重量，使锂离子电池正极的比容量降低。

发明内容

因此，确有必要提供一种无需粘结剂的锂离子电池正极以及使用该正极的电池。

一种锂离子电池正极，该锂离子电池正极由锂离子电池正极活性材料和导电载体组成，该导电载体包括多个碳纳米管。

相较于现有技术，本发明所提供的锂离子电池正极由于无需粘结剂，锂离子电池正极中锂离子电池正极活性材料的比重可以进一步提高，同时由于锂离子电池正极活性材料之间没有绝缘物质的阻隔，锂离子电池正极整体的导电性也会相应得到提高。

附图说明

图1为本发明所提供的锂离子电池正极截面的扫描电镜照片。

图2为图1的示意图。

图3为本发明所提供的锂离子电池正极中的钴酸锂正极活性物质的扫描电镜照片。

图4为本发明所提供的锂离子电池正极中的碳纳米管的透射电镜照片。

图5为本发明所提供的锂离子电池正极与含有粘结剂的锂离子电池正极的应力应变曲线对比图。

图6为采用本发明所提供的锂离子电池正极的锂离子电池的循环性能与采用加入粘结剂的锂离子电池正极的锂离子电池的循环性能比较图。

图7为采用本发明所提供的锂离子电池正极的锂离子电池的倍率性能与采用加入粘结剂的锂离子电池正极的锂离子电池的倍率性能比较图。

图8为本发明所提供的锂离子电池的侧面剖视图。

主要元件符号说明