[实用新型]一种正极极片

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池领域，特别涉及一种有效提高锂离子电池充放电倍率，循环寿命性能的正极极片。 

背景技术

锂离子二次电池由于具有高电压、高能量密度的优势，成为应用范围最广的二次电池之一。便携式电子设备微型化、长待机的不断发展，作为电源的锂离子电池，其能量密度尤其是体积能量密度不断地提升，以满足日益加剧的需求。 

如自从1997年Padhi等首次报道了LiFePO₄能可逆地嵌入和脱嵌锂离子，可作为锂离子电池正极材料以来，就引起人们的广泛关注。LiFePO₄具有安全、环保、价格低廉、理论比容量高、性能稳定等一系列优点，有可能成为下一代锂离子电池尤其是动力电池的理想正极材料。但是纯LiFePO₄的电子电导率极低，从而导致其大电流充放电时容量衰减迅速，高倍率性差，因些提高其导电率是LiFePO₄的主要研究方向。 

实用新型内容

为了弥补上述不足，本实用新型的目的在于：提供一种正极极片，其正极材料的导电性良好，且能有效提高锂离子电池充放电倍率及循环寿命性能。 

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案为：一种正极极片，包括集流体层和包含有粘接剂、导电剂和正极活性物质的正极材料层，正极材料层涂覆于集流体层，集流体层表面均匀设有摩擦凹点或摩擦条形纹，还包括有助于提高正极材料层导电性的石墨烯层，所述石墨烯层附着于正极材料层。 

集流体层表面设有摩擦凹槽或摩擦条形纹，通过这种化学或物理的方法对集流体进行表面刻蚀，形成粗糙表面，从而提高集流体与活性材料的附着力，不仅可缓解锂离子电池电极在充放电过程中的体积变化，而且还可改善合金电极的高倍率充放电性能，与光滑铜片集流体电极相比，具有更好的循环性能，能显著提高锂离子电池的使用性能。 

在集流体表面涂覆含导电材料的薄层(如导电炭黑层)，增强活性材料与集流体间的欧姆接触和粘结强度，减小界面电阻。这种方法操作简便、成本低廉、工艺适应性强，是集流体表面改性的重要发展方向。石墨烯具有集高强度、高韧性、高导热性、超大比表面积等优点于一体，因此采用石墨烯涂层改性铝箔，较炭黑涂层有更优异的导电性、导热性及粘附力。 

其中，本石墨烯层的材料为：将碳材料与活化剂加热反应后制成孔径范围较大的多孔石墨烯，这样具有孔洞结构的石墨烯具有较高的比表面积和对溶剂的通透性，该多孔石墨烯的孔径为1nm～100nm，孔隙率5-99％，通过这种孔洞结构，石墨烯层能紧密地附着于正极材料层。 

而且，石墨烯是一种二维的单层碳原子结构材料，它具有较高强度、坚硬度，以及电阻率小的特点。通过将石墨烯层附着在正极材料层上，能大大提高正极材料层的导电性能，用本实用新型正极极片制成的锂离子电池，能有效提高锂离子电池充放电倍率及循环寿命性能。 

作为本实用新型的进一步改进，正极材料层与集流体层之间还附着有石墨烯层。石墨烯电阻率较小，大大的提高正极材料层与集流体层之间的导电性。 

作为本实用新型的进一步改进，在本实用新型的正极材料层涂覆石墨烯层，所用的正极材料层可以为磷酸亚铁锂层、磷酸锰铁锂层、磷酸钒锂层、钴酸锂层、锰酸锂层、硅酸亚铁锂层或镍酸锂层，经过试验证明，用于磷酸铁锂层效果最好。 

作为本实用新型的进一步改进，集流体层为铝箔层。 

作为本实用新型的进一步改进，石墨烯层厚度为3～8μm，当石墨烯层厚度高于8μm时，会影响极片的能量密度，当其厚度低于3μm时，未能达到最佳的导电效果。 

作为本实用新型的进一步改进，集流体层厚度为7～15μm。 

本实用新型的有益效果在于：由于石墨烯其电阻率小，将其附着在正极材料层上，形成石墨烯层，能大大提高正极材料层的导电性能，用该正极极片制成的锂离子电池，能有效提高锂离子电池充放电倍率及循环寿命性能。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

图2为本实用新型的另一种结构示意图。 

具体实施方式

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清晰明了，结合以下附图，对其进一步详细说明。 

参见图1，一种正极极片，包括集流体层2和包含有粘接剂、导电剂和正极活性物质的正极材料层1，正极材料层1涂覆于集流体层2，集流体层2表面均匀设有摩擦凹点或摩擦条形纹，还包括有助于提高正极材料层1导电性的石墨烯层3，所述的石墨烯层3附着于正极材料层1。