[发明专利]一种高倍率长循环锂离子电池

说明书

本发明公开一种高倍率长循环锂离子电池，包括正极片、隔离膜和负极片，隔离膜和正极片之间还有一正极陶瓷层，正极陶瓷层按照质量份数包括以下物质：10份至30份固态电解质；10份至30份陶瓷粉；1份至5份分散剂；1份至5份粘结剂；本发明在正极片与隔离膜间增加正极陶瓷层，降低接触电阻，提升电池整体倍率性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种高倍率长循环锂离子电池。

背景技术

随着国家对新能换产业的大力推进，产业对电池的要求一再提升，电池在倍率放电、能量密度以及续航里程方面急需大的突破。

隔离膜的厚度，孔隙率及透气度也会影响锂离子电池的快充性能。厚度较薄，孔隙率较大，透气度较高时，锂离子电池充电过程中，隔离膜对锂离子从正极迁移到负极的阻碍作用就会相对较小，充电过程中电池体系的极化也会偏小。如果隔离膜阻碍锂离子的迁移，不仅电池体系整体极化偏大，严重时锂离子甚至会沉积在隔离膜表面及内部近年在材料改性、电解液添加剂开发等领域取得不错的进展，使得电池在能量密度方面有一定的提升，电池的倍率性能以及循环寿命作为电池关键评价指标，还需要进一步研发。

现有的产品多为高倍率性电池或长循环寿命电池，兼顾倍率与循环型的电池较为少见，且各方面性能不尽人意，本发明旨在开发一种兼顾高倍率与长循环的电池。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高倍率长循环锂离子电池，本发明在正极片与隔离膜间增加正极陶瓷层，降低接触电阻，提升电池整体倍率性能。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种高倍率长循环锂离子电池，包括正极片、隔离膜和负极片，隔离膜和正极片之间还有一正极陶瓷层，正极陶瓷层按照质量份数包括以下物质：

优选固态电解质具有石榴石结构。石榴石结构的固态电解质有较高的离子电导率，主要作用在于降低正极与隔离膜间接触电阻，进而降低电池体系整体内阻，提升倍率性能。

进一步优选所述固态电解质为Li_0.33La_0.56TiO₂、Li₂La₃Zr₂O₁₂或者Li₂LaGeO₄中的一种或者几种。正极陶瓷层中的上述固态电解质与正极因相似相溶理论可以快速传递锂离子。

优选所述陶瓷粉为氧化铝、氧化镁或氮化硼中的一种。其中，陶瓷粉作为高孔隙率材料，可以提升保液量，保证锂离子电池反复传递，进而提升电池循环寿命；同时本发明中陶瓷粉可降低固态电解质的用量，石榴石结构固态电解质均匀分散在陶瓷粉中，作用于正极片与隔离膜之间，陶瓷材料为多孔材料，孔隙可以贮藏电解液，提升保液量，改善电池循环性能。

优选所述正极陶瓷层的厚度为2μm至5μm之间。其中，涂覆工艺为凹版涂覆技术，涂覆厚度在2μm至5μm之间，涂覆太薄，无法完全覆盖正极表面，涂覆太厚，降低电池体积能量密度。

优选所述正极陶瓷层涂覆于正极片。本发明设置正极陶瓷于正极片表面，方便加工和干燥，提高生产效率，利于提高电池性能。

优选分散剂为羧甲基纤维素钠，粘结剂为聚氯乙烯。

优选所述正极片主材包括以下材料中的一种或者几种：

LiM_xO_yX_z，其中M为过渡金属，X为卤元素，x、y、z为自然数；

LiCoO₂；

LiMnO₂；

LiFePO₄；