[发明专利]一种聚合物电池在审
申请号: | 201510902490.9 | 申请日: | 2015-12-09 |
公开(公告)号: | CN105449260A | 公开(公告)日: | 2016-03-30 |
发明(设计)人: | 宋宏婷 | 申请(专利权)人: | 宋宏婷 |
主分类号: | H01M10/052 | 分类号: | H01M10/052;H01M10/058;H01M4/60 |
代理公司: | 成都九鼎天元知识产权代理有限公司 51214 | 代理人: | 吴彦峰 |
地址: | 610041 四川省成都市*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 聚合物 电池 | ||
技术领域
本发明涉及一种电池,特别是一种聚合物电池。
背景技术
从1859年普莱得试制成功化成式铅酸蓄电池以后,化学电源进人了萌芽状态。在100多年的发展过程中,新系列的化学电源不断出现,化学电源的性能得到不断改善。特别是二次世界大战以后,化学电源的发展更加迅速。后来产生了Cd-Ni电池,20世纪80年代产生了MH-Ni电池,经过近20年的探索,终于在20世纪90年代初研制出锂离子电池和锂聚合物电池,它们的发展也到了即将商品化的阶段,目前,锂离子电池以其高比能密度和使用寿命长而受到重视,发展迅速,美国、日本和台湾等国家和地区也重点发展锂聚合物电池。锂聚合物电池发展迅猛,正在逐步取代镉镍和氢镍电池,采用聚合物作电极和电解质材料的研究开发尤为引人注目。但是,目前的锂聚合物电池的离子导电性和机械强度较差,制造工艺复杂,电池体积较大,电池容量不够,由于正极活性物质和负极活性物质容易脱落,长时间使用后离子电导率和电化学稳定性差,隔离膜的强度以及稳定性也会随着电池的使用而变化,很容易导致锂聚合物电池在长时间使用后老化,充放电的寿命受到很大的限制。
发明内容
本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题,提供一种体积小,质量轻,使用过程安全稳定,电池容量大,电极不易损耗,放电性能优异的聚合物电池。
本发明采用的技术方案如下:
本发明的一种聚合物电池,包括设于电池外壳内部的正极片和负极片,所述正极片与负极片之间设有隔离膜;所述正极片与隔离膜之间依次设有正极覆膜和正极催化网,所述正极覆膜覆于正极片的表面,所述正极催化网覆于隔离膜的表面;所述隔离膜与负极片之间依次设有负极催化网和负极覆膜,所述负极催化网覆于隔离膜的表面,所述负极覆膜覆于负极片的表面。
由于采用了上述技术方案,锂电池在充放电的过程中,会由于过载而钝化在在电极上形成氧化物,从而导致电池容量的下降,电极的充放电效率降低,在正极片和负极片表面覆膜,能够有效改善电极与隔膜之间的亲和力,增加离子导电性能,减少氧化物的产生,从而延长的电池的使用寿命。
本发明的一种聚合物电池,所述正极片为纳米Rh-石墨烯复合电极,所述正极片的厚度为40μm;所述负极片为纳米Co2SnO4聚磺酸萘电极,所述负极片的厚度为50μm;所述正极片在电流为1A/g时放电比电容为576.3F/g,所述负极片在电流为1A/g时放电比电容为817.6F/g。
由于采用了上述技术方案,正极片材料从微观结构上来看,Rh呈多孔方片状结构附着于石墨烯纳米片上有利于增大铑与电解质的接触面积,提高活性物质的利用率,同时石墨烯也有助于提高材料的导电性,改善正极片的电池性能,从而提高电池的工作效率。
负极片材料从微观结构上来看,Co2SnO4与聚磺酸萘相互镶嵌,形成三维空间立体结构,改善了Co2SnO4颗粒的团聚,形成了一个良好的空间导电网络,改善了负极片的电池性能,从而提高了电池的工作效率。
本发明的一种聚合物电池,所述正极催化网的厚度为10μm,所述正极催化网负载有正极催化剂,所述正极催化剂为Cr-二噻吩乙烯基四氮杂卟啉二维共轭聚合物,所述正极催化网上正极催化剂的承载量为0.38mg/cm2;所述负极催化网的厚度为10μm,所述负极催化网负载有负极催化剂,所述负极催化剂为低聚笼形倍半硅氧烷-石墨烯,所述负极催化网上负极催化剂的承载量为0.71mg/cm2。
由于采用了上述技术方案,在正极和负极上添加适量的催化剂,能够在较宽的温度范围内使电池的容量和工作平台得到提高,特别是在低温及大电流放电时,从而有效地避免Li离子在电极钝化形成氧化物,延长电池的使用寿命,本发明使用的催化剂能够保证电池在-50~60℃的范围内均能够正常工作。
本发明的一种聚合物电池,所述隔离膜为聚合物-LiClO4-Li4Ti5O12复合电解质,所述聚合物为聚苯乙烯-乙烯吡咯烷酮-苯乙烯三嵌段共聚物,所述隔离膜的厚度为40μm。
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