[发明专利]一种锂过渡金属氧化物电池

说明书

本发明提供了一种锂过渡金属氧化物电池，包括负极片、正极片；所述的负极片包括负极活性物质层、负极集流体Cu箔、负极导电涂层，导电涂层涂覆于负极集流体Cu箔上，负极活性物质层位于导电涂层上，负极活性物质层包括石墨和硬碳的混合物、负极粘结剂、负极导电剂；所述的正极片包括正极活性物质层、正极集流体Al箔、正极导电涂层，导电涂层涂覆于正极集流体Al箔上，正极活性物质层位于导电涂层上，正极活性物质层包括锂过渡金属氧化物、正极粘结剂、正极导电剂。本发明所述的锂过渡金属氧化物电池提升了电池的高倍率充放电性能，延长了电池的使用寿命，使电池能更好的用于电动自行车、电动汽车、储能电站中。

技术领域

本发明属于电池领域，尤其是涉及一种锂过渡金属氧化物电池。

背景技术

有清洁能源、高效能源之称的锂电能源自成功开发以来，一直受市场热捧，其中锂离子电池近些年更是处于飞速发展的地步，并被广泛的用于各行各业。随着电动自行车、电动汽车、储能电站等新兴产业的发展，对锂离子电池的功率和寿命提出了更高的要求。

锂离子电池正、负极材料均采用锂离子，可以自由嵌入和脱出的具有层状或隧道结构的锂离子嵌入化合物。石墨材料具备首次效率高、嵌锂容量高、嵌锂电位低、资源丰富、价格低廉等优点，同时也存在一些缺陷：首先，石墨材料在脱嵌锂过程中表现出较大的体积变化，在电池循环过程中使碳材料颗粒间产生较大应力，导致负极掉粉，循环寿命变差；其次，石墨材料具有完整的片层结构，只能从端面嵌锂，大电流充放电性能较低。硬碳材料具有一些完全不同于石墨材料的特性，硬碳的优势是低温功率和循环性能，然而其首次效率低，加工性能差。在石墨负极中加入一定比例的硬碳材料，可以改善电池的功率和循环性能。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种锂过渡金属氧化物电池，采用混合负极和正、负极导电涂层联用技术来提升电池的功率和循环性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种锂过渡金属氧化物电池，包括负极片、正极片；

所述的负极片包括负极活性物质层、负极集流体Cu箔、负极导电涂层，导电涂层涂覆于负极集流体Cu箔上，负极活性物质层位于导电涂层上，负极活性物质层包括石墨和硬碳的混合物、负极粘结剂、负极导电剂；

所述的正极片包括正极活性物质层、正极集流体Al箔、正极导电涂层，导电涂层涂覆于正极集流体Al箔上，正极活性物质层位于导电涂层上，正极活性物质层包括锂过渡金属氧化物、正极粘结剂、正极导电剂。

进一步，所述的石墨和硬碳的混合物中，硬碳的质量百分比为A₁，所述负极导电涂层的厚度为B₁，A₁和B₁满足10×A₁+1≦B₁≦10×A₁+4且0.1≦A₁≦0.9的关系。

进一步，所述的石墨和硬碳的混合物中，硬碳的质量百分比为10％-90％；优选的，负极活性物质层中硬碳的质量百分比为20％-50％。

进一步，所述的锂过渡金属氧化物为Li_aNi_xCo_yMn_zM_(1-x-y-z)O₂，其中，M为Mg、Cr、Ti、Al或Cu中的一种，1.0≦a≦1.3，0<x<1，0<y<1，0≦z<1，0<x+y+z<1。

进一步，所述的正极导电涂层的厚度为B₂，B₂与锂过渡金属氧化物中Ni元素的含量x之间满足10×x≦B₂≦10×x+2且0.33≦x≦0.9的关系。