粒形式或者包 含含碳涂層的顆粒的形式的LiFePO4。在后一種情況下，賦予導(dǎo)電性能的試劑形成活性正極 材料的一部分，然后由于LiFePO4顆粒表面上碳的存在而不必將其它賦予導(dǎo)電性能的試劑 正極層的復(fù)合材料組合物中涉及的各成分混合物中，或者以較低的量加入。
[0034] 活性正極材料優(yōu)選代表干狀態(tài)下正極層的復(fù)合材料組合物中涉及的各成分總質(zhì) 量的約60-85質(zhì)量％，甚至更優(yōu)選約70-80質(zhì)量％。
[0035] 賦予導(dǎo)電性能的試劑可以為碳，其選自炭黑，例如乙炔黑，具有高比表面的炭黑， 例如以名稱Ketjenblack?EC-600JD由公司AKZONOBEL出售的產(chǎn)品，碳納米管，石墨，和 這些材料的混合物。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)使用具有低比表面（作為指示，比表面小于200m2/g)的碳時，賦予 導(dǎo)電性能的材料優(yōu)選代表約〇. 1-10質(zhì)量％，或者當(dāng)使用具有高比表面（作為指示，比表面 大于1000 mVg)的碳時，約0. 1-2. 5質(zhì)量％，所述百分?jǐn)?shù)相對于干狀態(tài)下正極層的復(fù)合材料 組合物中涉及的各成分總質(zhì)量表示。碳的百分?jǐn)?shù)作為可能已經(jīng)包含在LiFePO4顆粒中的碳 的量的函數(shù)變化。充分用碳涂覆的LiFePO4顆粒的使用使得可消除加入含碳填料的需要。 相反，裸LiFePO4顆粒的使用通常使得必須結(jié)合導(dǎo)電材料。
[0037] 可用于本發(fā)明正極層的復(fù)合材料中的粘合劑優(yōu)選為粉末、顆?；蛩稚Ⅲw的形 式。它優(yōu)選選自聚醚，例如聚氧化乙烯（POE)、聚氧化丙烯和聚氧化丁烯的聚合物、共聚物和 三元共聚物。
[0038] 該粘合劑優(yōu)選相對于干狀態(tài)下正極層的復(fù)合材料的組合物中涉及的各成分總質(zhì) 量代表約10-30質(zhì)量％，甚至更優(yōu)選約15-25質(zhì)量％。
[0039] 可用于正極層的復(fù)合材料中的鋰鹽可選自上文關(guān)于電活性層提到的鋰鹽。在這類 鹽中，優(yōu)選LiTFSI、LiFSI和LiBETI。
[0040] 正極層的復(fù)合材料內(nèi)鋰鹽的量優(yōu)選相對于干狀態(tài)下正極層的復(fù)合材料的總質(zhì)量 代表約3-10質(zhì)量％，甚至更優(yōu)選約4-8質(zhì)量％。
[0041] 正如電活性層，復(fù)合電極材料層可通過將各種成分在溶劑中混合，然后將所得混 合物例如借助涂布臺施加于預(yù)先沉積在集電體上的電活性層上，然后在干空氣中干燥持續(xù) 達(dá)48小時的時間而制備。可用于制備正極層的復(fù)合材料的溶劑優(yōu)選選自水、醇（例如甲醇、 乙醇或異丙醇）和酮（例如丙酮）。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施方案，在厚度為約20-100ym的復(fù)合正極材料層的情況 下，電活性層具有約1-15ym的厚度。
[0043] 用于正極的集電體通常由厚度為4ixm至30ym，優(yōu)選5-15ixm的鋁片組成，此外通 常在與電活性層接觸的各個面上具有抗腐蝕保護層以避免在與其各組分，特別是與鋰鹽接 觸時的任何化學(xué)反應(yīng)。該抗腐蝕保護層可例如由對電活性層的各組分呈化學(xué)惰性的導(dǎo)電涂 層組成，例如金層、氮化鈦層、含碳材料如石墨的層或者鈦層。
[0044] 本發(fā)明還涉及如上文所定義的正極在生產(chǎn)鋰電池，特別是LMP電池中的用途。
[0045] 最后，本發(fā)明還涉及包含至少正極、負(fù)極、電解質(zhì)和正極用集電體的鋰電池，其特 征在于正極如上文所定義。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明，負(fù)極優(yōu)選為金屬鋰片。
[0047] 除以上排列外，本發(fā)明還包括其它排列，其由涉及實施例以及涉及附圖的以下描 述中浮現(xiàn)，其中：
[0048] -圖1表示本發(fā)明LMP電池1的橫截面示意圖，包含其上有電活性層3的集電體2， 所述電活性層3與復(fù)合正極材料層4直接接觸，所述復(fù)合正極材料層4通過電解質(zhì)層5與 負(fù)極層6和集電體7分隔。
[0049] -圖2表示作為電池的電荷數(shù)的函數(shù)，多個本發(fā)明電池和對比電池的正極的氧化 電位（V)變化。在該圖中，曲線各自對應(yīng)于測試的不同電池：
[0050] *實心正方形：本發(fā)明電池，其電活性層包含0.25摩爾/升的量的鋰鹽（電池 BI)；
[0051] *空心三角形：本發(fā)明電池，其電活性層包含0? 5摩爾/升的量的鋰鹽（電池B2);
[0052] *空心圓形：本發(fā)明電池，其電活性層包含3摩爾/升的量的鋰鹽（電池B3);
[0053] *實心菱形：本發(fā)明電池，其電活性層不包含鋰鹽（電池B4);
[0054] *實心圓形：對比電池，其中正極在各方面完全等于電池B1-B4的那些方面，不同 的是它不包含電活性層（電池BC0);
[0055] *空心正方形：對比電池，其中正極在各方面完全等于電池B1-B4的那些方面，不 同的是電活性層不包含聚亞乙烯基（電池BC1);
[0056] -圖3代表對于[2. 5V-3. 7V]vs. 1^+/1^°范圍內(nèi)的不同開路電位，在第一次充電 期間達(dá)到的尼奎斯特平面中的阻抗曲線，其中集電體涂有具有IOym濕材料的電活性層 (0? 25M的LiTFSI);
[0057] -圖4給出與不具有電活性層的電池（圖4b)相比，本發(fā)明電池的循環(huán)結(jié)果（圖 4a) 〇 實施例
[0058] 實施例1:本發(fā)明iH極的制備
[0059]將0?54g聚苯胺（PAni)、0?054g聚偏二氟乙烯（PVdF)和0?387g鋰鹽（LiTFSI) 懸浮于157ml溶劑NMP中。將該溶液放在磁力攪拌下4小時，然后借助涂布臺沉積在由含 碳鋁片組成的集電體上。
[0060] 將該沉積物在干空氣中干燥48小時。
[0061] 得到被電活性層覆蓋的集電體，所述電活性層由55質(zhì)量％PAni、5. 5質(zhì)量％PVdF 和39. 5 %鋰鹽組成。該電活性層具有10ym的厚度和0. 5M的鋰鹽濃度。
[0062] 然后通過輥涂將由54質(zhì)量％LiFePO4作為活性電極材料以及碳和聚合物粘合劑 組成的復(fù)合正極材料施加于該電活性層上。
[0063] 因此得到正極，所述正極可用于制備LMP電池，特別是用于制備在與過放電有關(guān) 的問題方面具有提高的安全性的電池。
[0064]實施例2:電活性層內(nèi)鋰鹽的存在對LMP電池的性能的影響的論證
[0065] 如上文所解釋，電活性層內(nèi)鋰鹽的存在不是必須的，因為存在于復(fù)合正極材料和/ 或電解質(zhì)層內(nèi)的鋰鹽可能在組裝電池時以及在其操作期間擴散到電活性層中。
[0066] 然而，如下文所論證的，將電活性層用鋰鹽預(yù)摻雜使得可進一步改進電池的性能， 特別是其在高電位（〈3. 0V)下的電化學(xué)性能。
[0067] 以Swagelok產(chǎn)型排列制備本發(fā)明電池，其具有如上文實施例1中制備的本發(fā)明 正極作為正極；LiTFSI在EC/DMC(1/1，v/v)混合物中的摩爾溶液作為電解質(zhì)和金屬鋰片作 為負(fù)極。該本發(fā)明電池稱為電池B2。
[0068] 其它本發(fā)明電池通過改變正極中的鋰鹽濃度而制備。
[0069]這些電池的特征在于它們包含含有可變量的聚合物Pl(PAni)、聚合物P2(PVdF) 和任選鋰鹽的電活性層，所述電活性層插入正極的集電體與復(fù)合正極材料層之間。
[0070] 顯示的本發(fā)明電池具有以下作為其各自的鋰鹽濃度：
[0071 ] -0? 25 摩爾 / 升LiTFSI，（表示為BI)
[0072]-0?5 摩爾 / 升LiTFSI，（表示為B2)
[0073]-3 摩爾 / 升LiTFSI，（表示為B3)
[0074] -無鋰鹽（表示為B4)。
[0075] 各個對比電池（BC)也可根據(jù)相同的方法制備：
[0076]-對比電池BCO:在各個方面完全等同于本發(fā)明電池B1-B4的那些方面的正極，不 同的是它不含電活性層；
[0077]-對比電池BCl:在各個方面完全等同于電池B1，不同的是電活性層不包含PVdF。
[0078] 使各電池經(jīng)受5個循環(huán)。在每種情況下，充電電流等于4小時內(nèi)1個鋰離子的嵌 入每摩爾活性材料，且放電電流等于2小時內(nèi)1個鋰離子的脫嵌每摩爾活性材料。測試的 電位范圍為2-3. 65V相對于Li+/Li°對。
[0079] 作為電活性層中的鋰鹽濃度的函數(shù)，這些電池各自的正極的氧化電位的變化報告 于附圖2中，其中氧化峰的電位（V)為電池的電荷數(shù)的函數(shù)。在該圖中，圖例如下：
[0080] -電池Bl由實心正方形表示，
[0081] -電池B2由空心三角形表示，