專利名稱：二次電池的正極片及二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種結(jié)構(gòu)簡單、可提高電池循環(huán)性能的二次電池的正極片，及使用這種正極片的非水電解液二次電池。
背景技術(shù)：
二次電池又被稱為可充電電池，被廣泛的應(yīng)用作民用等電子設(shè)備的電源。
作為新型二次電池的代表，非水電解液二次電池特別是鋰離子二次電池，由于在高電壓下還具有高能量密度且儲存等穩(wěn)定性高，迎合了現(xiàn)代電子產(chǎn)品發(fā)展的要求，這種新的電池技術(shù)具有高能量密度、高電壓、高循環(huán)壽命、無記憶效應(yīng)、充電速度快等特點。目前廣泛應(yīng)用于3C產(chǎn)品，也即個人電腦、移動電話和諸如便攜式無線電子設(shè)備中。其上述高循環(huán)性能優(yōu)點還使得鋰離子二次電池被廣泛應(yīng)用于應(yīng)急燈等領(lǐng)域。
目前，通用的鋰離子二次電池的正極片是將正極活性物質(zhì)均勻的涂覆在金屬鋁箔的表面，經(jīng)過滾壓，點焊極耳，再和隔膜、負極片層疊在一起，并卷繞成電極芯后與電解液一起封裝在電池殼中。伴隨著鋰離子在正負極之間的電解液中來回遷移運動，實現(xiàn)了鋰離子電池的充放電循環(huán)使用。但是，隨著充放電次數(shù)的增加，正負極片膨脹增厚，極片與極片的間隙相應(yīng)地減少，使得極片表面距邊緣較遠的位置難以吸收到電解液，導(dǎo)致間隙內(nèi)的電解液不充盈，影響了正負極之間鋰離子在電解液中的遷移運動，造成電池循環(huán)性能的下降。另外，隨著充放電次數(shù)增加，電解液的損耗，也是造成電池循環(huán)性能的下降的重要原因。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可提高電池循環(huán)性能的二次電池的正極片。
本實用新型的另一個目的在于提供一種使用上述正極片的二次電池。
本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的本實用新型的一種二次電池的正極片，它包括，集電體和涂覆在集電體上的正極活性物質(zhì)，在所述的集電體表面留有未涂覆正極活性物質(zhì)的貯液槽。
其中所述的貯液槽與所述的涂覆在集電體上的正極活性物質(zhì)的正投影面積之比可以進一步為0.5～10％。
所述的貯液槽還可以為跟正極片邊緣成一定角度的長條形區(qū)域。
其中所述的長條形區(qū)域數(shù)量還可以進一步為1～5條/單面，每條的寬度為5～0.1mm。
本實用新型的一種二次電池，包括正極片、負極片以及置于所述正極片和負極片之間的隔膜和電解液，其中，所述的正極片包括集電體和涂覆在集電體上的正極活性物質(zhì)，在所述的集電體表面留有未涂覆正極活性物質(zhì)的貯液槽。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于，本實用新型通過在正極集電體表面留有未涂覆正極活性物質(zhì)的貯液槽，一方面可以貯存更多的電解液，另一方面可以克服由于極片與極片及隔膜之間緊密貼合，極片表面距邊緣較遠的間隙位置較難充分吸收到電解液的缺陷，從而當(dāng)隨著充放電次數(shù)的增加，雖然正負極片逐漸膨脹增厚，但極片表面距邊緣較遠的位置仍然能夠很容易的從這些管道中吸收到電解液，保持極片間隙內(nèi)的電解液充盈，從而良好的抑止了電池循環(huán)性能的顯著下降。
結(jié)合附圖并通過以下詳細說明，本實用新型的特征和優(yōu)點將會更加顯而易見。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子二次電池正極片的示意圖。
圖2是本實用新型鋰離子二次電池正極片的一種實施方式的示意圖。
圖3是圖2所示正極片的立體示意圖。
圖4是本實用新型鋰離子二次電池正極片的另一種實施方式的示意圖。
圖5是本實用新型鋰離子二次電池正極片的再一種實施方式的示意圖。
圖6為本實用新型鋰離子二次電池的局部剖面示意圖。
圖7為實施例與比較例所制電池的循環(huán)壽命的測試比較圖。
圖中正極片1負極片2隔膜3電極芯體4電池殼5電池蓋6引出端子7引出端子8集電體9正極活性物質(zhì)涂覆層10未涂覆正極活性物質(zhì)的貯液槽1具體實施方式圖1所示為目前公知的鋰離子二次電池正極片示意圖。在圖1中，正極活性物質(zhì)涂覆在集電體表面，沒有留有未涂覆正極活性物質(zhì)的空白區(qū)域作為貯液槽。這樣的正極片與負極片和隔膜一起卷繞成電極芯體，與電解液一起封裝于電池殼內(nèi)。隨著循環(huán)次數(shù)的增加，電解液損耗，電池極片膨脹增厚，使得極片表面距邊緣較遠的位置難以吸收到電解液，造成電池循環(huán)性能的下降。
在本實用新型中，為了克服由電池極片膨脹及電解液損耗造成的電池循環(huán)性能的顯著下降等缺陷，如圖2至圖5所示，一種鋰離子二次電池的正極片，包括集電體9和涂覆在集電體9兩面上的正極活性物質(zhì)10，集電體9表面留有未涂覆正極活性物質(zhì)的貯液槽11。作為用于正極的集電體，本實用新型實例中采用的是鋁箔。涂覆在集電體9上的正極活性物質(zhì)10采用由能鑲嵌和脫嵌鋰離子的含鋰氧化物組成，本實用新型實例中采用的是鈷酸鋰LiCoO2。由正極活性物質(zhì)組成的漿料涂覆集電體9時，可以通過不涂覆預(yù)留的區(qū)域得到貯液槽11，也可以通過先將正極活性物質(zhì)10涂覆在整個集電體9，再將部分區(qū)域的活性物質(zhì)刮掉，露出相應(yīng)區(qū)域的集電體表面而得到貯液槽11，本實用新型實例中是采用后一種方法，涂覆方法采用拉漿的形式進行涂覆?？梢栽诩婓w10的單面留有貯液槽11，也可以在集電體10雙面都留有貯液槽11。
如圖2至圖5所示，所述的貯液槽11與涂覆在集電體上9的正極活性物質(zhì)10的正投影面積之比以0.5～10％為佳。因為當(dāng)貯液槽11與涂覆在集電體上9的正極活性物質(zhì)10的正投影面積之比小于0.5％時，貯液槽起不到明顯的貯液或?qū)б鹤饔?，而?dāng)比例大于10％時，會不必要的浪費正極活性材料，從而影響電池的容量。貯液槽11還可以為跟正極片邊緣成一定角度的長條形區(qū)域，所述的斜邊方向不是唯一的，可以如圖2是沿正極活性物質(zhì)涂覆層的對角線方向延伸，也可以如圖4、圖5是沿其他方向延伸。長條形貯液槽11的數(shù)量可以為1～5條/單面，每條的寬度為5～0.1mm。容易理解，當(dāng)長條形貯液槽11的數(shù)量過多，寬度過大時，就會造成正極活性物質(zhì)的浪費，從而降低鋰離子二次電池的容量性能；當(dāng)長條形貯液槽11的數(shù)量過少、寬度過小時，則貯液槽11發(fā)揮不到貯液或?qū)б旱淖饔?。所以長條形貯液槽11的數(shù)量以1～5條/單面，寬度5～0.1mm為佳，又以2～3條/單面，寬度2～1mm為最優(yōu)。應(yīng)當(dāng)理解，本實用新型的長條形貯液槽11并不局限于直邊長條的形狀，還可以包括曲邊或鋸齒邊等長條形狀，只要能發(fā)揮出貯液或?qū)б鹤饔玫男螤疃伎梢允褂谩?br> 本實用新型的負極片是根據(jù)公知技術(shù)，由能鑲嵌和脫嵌鋰離子的碳材料、粘合劑和溶劑混合成的負極漿料涂布在負極集電體上而成。本實用新型中采用的隔膜沒有特別的限制，可以是現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)采用的聚乙烯、聚丙烯復(fù)合材料。本實用新型中采用的電解液沒有特別的限制，可以是現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池常規(guī)采用的電解液。
圖6示出了根據(jù)本實用新型實施方案制備的正極片1按卷繞方式裝配成的鋰離子二次電池。包括正極片1、負極片2、隔膜3構(gòu)成的電極芯體4及電解液共同收納于電池殼5內(nèi)，由電池蓋6密封，正極片1帶有一個引出端子7與電池蓋6連接，負極片2帶有一個引出端子8與電池殼5連接，以進行電流的輸出。但是，應(yīng)當(dāng)理解，可以使用本發(fā)明實施方案的正極片1構(gòu)成其他鋰電池。
當(dāng)本實用新型的鋰離子二次電池在使用時，上述貯液槽11的存在可以使電解液迅速的補充到正、負極片的間隙中去，有效的抑止電池循環(huán)性能的顯著下降。
下面結(jié)合實例對本實用新型作進一步的說明。
實施例根據(jù)公知技術(shù)，把鈷酸鋰LiCoO2、導(dǎo)電劑、粘合劑和溶劑攪拌混合成的正極漿料以拉漿形式涂覆在鋁箔上，烘干溶劑后裁成610×55mm尺寸的極片。然后如圖4所示，用刮刀沿著正極活性物質(zhì)涂覆層的斜邊方向，分別在極片的兩面各刮三條寬2mm的貯液槽，得到本實用新型的鋰離子二次電池正極片。
根據(jù)公知技術(shù)，把天然石墨、粘合劑和溶劑攪拌混合均勻，制得負極漿料。將制得的負極漿料采用拉漿的方式均勻涂布在銅箔上，烘干、壓片，裁成660×57mm尺寸的鋰離子二次電池負極片。
將焊接有引出端子的正極片，隔膜和焊接有引出端子的負極片依次疊層并卷繞，納入f18×67mm圓柱形殼體中，封上電池蓋、注入電解液，然后按照常規(guī)方式陳化、封口，由此完成了如圖6所示的圓柱形鋰離子二次電池的制備。
比較例除了不在正極片上刮制出貯液槽外，其極片、電池的制作方法與實施例1相同。
測試將上述的實施例與比較例所制得的電池進行循環(huán)壽命的測試測試設(shè)備廣州擎天實業(yè)有限公司廣州電器科學(xué)研究所制造的BS-9300二次電池性能檢測裝置。
測試方法工步1恒壓充電。恒壓充電條件恒壓充電截止時間150min，恒壓充電限制電流1050mA，恒壓充電截止電流42mA，恒壓充電恒定電壓4.2V，恒壓充電下限電壓2.5V；工步2擱置。擱置條件擱置時間5min；工步3恒流放電。恒流放電條件恒流放電截止時間150min，恒流放電恒定電流1050mA，恒流放電下限電壓3.0V；工步4擱置。擱置條件擱置時間5min；工步5循環(huán)。循環(huán)條件本循環(huán)起始工步1，本循環(huán)結(jié)束工步4，循環(huán)結(jié)束條件循環(huán)次數(shù)200。
記錄每個循環(huán)時工步3的放電容量，將實施例和比較例的測試數(shù)據(jù)繪制成曲線，其結(jié)果見圖7。
從圖7中可以看出，實施例中留有貯液槽的鋰離子電池與比較例中未留有貯液槽的鋰離子電池相比，雖然實施例電池的初始容量相對較低，但隨著循環(huán)次數(shù)的增加，比較例電池的容量下降較快，100多次循環(huán)以后，實施例電池仍然保持著較高的容量，顯現(xiàn)出了良好的循環(huán)性能。將這樣的鋰離子二次電池應(yīng)用于對電池循環(huán)性要求較高的應(yīng)急燈等設(shè)備上上，具有良好的效果。
權(quán)利要求1.一種二次電池的正極片，它包括，集電體(9)和涂覆在集電體(9)上的正極活性物質(zhì)(10)，其特征在于，在所述的集電體(9)表面留有未涂覆正極活性物質(zhì)的貯液槽(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的正極片，其特征在于，所述的貯液槽(11)與涂覆在集電體(9)上的正極活性物質(zhì)(10)的正投影面積之比為0.5～10％。
3.如權(quán)利要求1所述的正極片，其特征在于，所述的貯液槽(11)為跟正極片邊緣成一定角度的長條形區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述的正極片，其特征在于，所述的長條形區(qū)域數(shù)量為1～5條/單面，每條的寬度為5～0.1mm。
5.一種二次電池，包括正極片、負極片以及置于所述正極片和負極片之間的隔膜和電解液，其中，所述的正極片包括集電體(9)和涂覆在集電體(9)上的正極活性物質(zhì)(10)，其特征在于，在所述的集電體(9)表面留有未涂覆正極活性物質(zhì)的貯液槽(11)。
6.如權(quán)利要求5所述的二次電池，其特征在于，所述的貯液槽(11)與涂覆在集電體(9)上的正極活性物質(zhì)(10)的正投影面積之比為0.5～10％。
7.如權(quán)利要求5所述的二次電池，其特征在于，所述的貯液槽(11)為跟正極片邊緣成一定角度的長條形區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的二次電池，其特征在于，所述的長條形區(qū)域數(shù)量為1～5條/單面，每條的寬度為5～0.1mm。
專利摘要本實用新型提供了一種二次電池的正極片，它包括，集電體(9)和涂覆在集電體上的正極活性物質(zhì)(10)，所述的集電體(9)表面留有未涂覆正極活性物質(zhì)的貯液槽(11)，所述的貯液槽(11)可以為跟正極片邊緣成一定角度的長條形區(qū)域，該長條形區(qū)域數(shù)量為1～5條/單面，每條的寬度為5～0.1mm。本實用新型還提供了一種使用這種正極片的二次電池。采用本實用新型正極片的二次電池具有良好的循環(huán)電性能。
文檔編號H01M10/40GK2770104SQ20042004564
公開日2006年4月5日 申請日期2004年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月8日
發(fā)明者鄧鵬 申請人:比亞迪股份有限公司