[实用新型]一种二次电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及二次电池。

背景技术

电池通过电化学氧化还原反应将电池内化学物质的化学能转化为电能。近年来在世界范围内，电池在电子，通讯，计算机等便携式电子设备中广泛使用。并且，在未来电动车等移动体以及电力平滑系统等定置用，大型电池系统的实用化备受期待，逐步成为核心设备。

电池之中，锂离子二次电池现在已广泛普及。一般的锂离子二次电池中，正极活性材料是过渡金属氧化物，负极活性材料是可以吸收/放出锂离子的材料（例如，锂金属，锂合金，金属氧化物以及碳材料），另外包含了非水电解液，隔膜。

在现有技术中，特开平05-242911号公报中公开了一种锂离子二次电池，但是该锂离子二次电池单位重量的功率以及容量逐渐达到了极限，不能满足进一步发展的需求。

发明内容

本实用新型为了解决现有的问题，提供一种二级电池，两个平行设置的集电极，分别涂覆在两个集电极内侧的正极和负极，设置在正、负极之间的传导层，所述正极的面密度大于负极的面密度，所述传导层采用空穴传导材料制成，其上设有多个垂直于正、负极表面的通孔，所述通孔内设有离子传导材料。

优选的，所述空穴传导材料为填充有α氧化铝的无纺布。所述无纺布的厚度为6μm～25μm。

在一具体实施例中，正极包括由多个直径为1μm以上的颗粒排列构成的核心颗粒层，所述核心颗粒层表面设有直径为100nm～300nm的纳米颗粒。所述正极采用LiNi(Sb)O₂、Li₂MnO₃、以及LiMnPO₄中的一种制成。

负极包括多个相互之间具有层间间隙的层状物质以及位于层间间隙内的层间颗粒。所述层间颗粒包括氧化硅颗粒以及锂金属颗粒。

本实用新型在两个电极之间除了传导离子以外还传导空穴，同时通过纳米结构扩大电极的表面积，使得二次电池的单位重量功率以及容量得到了进一步的提升。

附图说明

图1是本实用新型一实施例二次电池的结构示意图。

图2是图1的二次电池及及一般的锂电池的重量能量密度图。

图3是具有纳米颗粒的核心颗粒所形成的正极适用于锂电池时的充电特性展示图。

图4是具有纳米颗粒的核心颗粒所形成的正极适用于锂电池时的放电特性展示图。

图5是本实用新型第一实施例的正极结构照片之一。

图6是本实用新型第一实施例的正极结构照片之二。

图7是本实用新型第一实施例的正极结构照片之三。

图8是本实用新型第三实施例的负极剖视结构图之一。

图9是本实用新型第三实施例的负极剖视结构图之二。

图10是本实用新型实施例和比较例的评价结果表。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步进行说明。

如图1所示，本实用新型的一实施例的电池的结构示意图。

该实施例中的电池100是二次电池。电池100将从外部电源得到的电力能源转化为化学能源，再将其储存，根据必要，可以将储存起来的能源再次作为发电力取出。

电池100含有电极10、电极20、传导层40、离子传导材料30、集电极110以及集电极120。其中传导层40采用空穴传导材料制成，其上设有多个垂直于正、负极表面的通孔30a，离子传导材料设置在通孔内。

在本实施形态中，电极10为正极，电极20为负极。离子传导材料30是在电极10和电极20之间进行离子传导的材料。传导层40的空穴传导材料是在电极10和电极20之间进行空穴传导的材料。

空穴传导材料40在表里面垂直方向的延伸处形成了通孔30a。在本实施方案中，通过将空穴传导材料浸入电解液中，将电解液填充在孔30a。例如，离子传导材料30由孔30a内的电解液构成。但是不只是限定于此，离子传导材料30也可以是固体和凝胶体。

在电极10和电极20中插入离子传导材料30和传导层40形成对向。离子传导材料30和传导层40分别与电极10和电极20双方接触。电极10和电极20不进行物理接触。另外，电极10和导电体110接触、电极20和集电极120接触。

电池100与电极10外部电源（无图示）的高电位端子进行电力的相接，并与电极20外部电源的低电位端子进行电力的相接，因而能够充电。这时，在电极10中产生的离子通过离子传导材料30向电极20移动，并被电极20吸收。因此，电极10的电位比电极20的电位高。