CN211265616U - 一种电池正极极片结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池正极极片结构，包括陶瓷层、上导电层、多孔模板、正极阵列、下导电层、粘结层和集流体，所述陶瓷层设置在电池正极极片结构最外层，所述上导电层设置在陶瓷层下端，和正极阵列连接，所述多孔模板设置在上导电层下端，为垂直均匀分布中空孔道，所述正极阵列填充在垂直均匀分布中空孔道中，所述下导电层设置在多孔模板下方，和正极阵列连接，所述粘结层设置在下导电层下方，所述集流体设置在粘结层下方。本实用新型发明可以显著抑制电池正极极片结构充放电过程中极片物质体积变化，对提高电池正极材料循环和容量具有良好应用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池结构领域，具体涉及一种电池正极极片结构。
背景技术
目前，二次电池如锂硫电池、锂离子电池被广泛应用在各个领域，但是在实际应用过程中，正极材料在充放电过程中体积会发生变化，影响电池性能。这是由于正极材料的自身特性所致的。
目前常见的正极材料，如钴酸锂材料，三元材料等都是层状结构材料，层状结构材料的基本结构特征是间晶层的锂离子(正电荷)依靠静电引力“黏合”住了主晶层(负电荷)，因此当间晶层中的锂离子在循环中不断发生减少和恢复时，紧邻间晶层的两个主晶层的距离也会发生变化，这种充放电循环中的体积应力变化长期累积的话，会造成不可逆的体积变化，从而导致正极极片表面出现裂纹及机械剥落，极大的影响电池的放电性能。虽然研究者对正极材料进行了诸多改性，但是由于这是材料本征结构的问题，体积膨胀这个问题一直没有得到很好的解决。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是：提供一种电池正极极片结构，可以显著降低电池正极极片充放电过程中极片物质体积变化，提高电池正极材料循环和容量，具有良好应用价值。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种电池正极极片结构，包括陶瓷层、上导电层、多孔模板、正极阵列、下导电层、粘结层和集流体，陶瓷层设置在最外层，上导电层设置在陶瓷层下部，多孔模板设置在上导电层下部，所述多孔模板为垂直均匀分布的中空孔道，所述正极阵列填充在多孔模板的中空孔道中，所述正极阵列一端和上导电层相连，另一端和下导电层相连，所述下导电层设置在多孔模板下部，所述粘结层设置在下导电层下部，所述集流体设置在粘结层下部，所述电池正极极片结构按上述部件顺序组装。
优选的，所述陶瓷层厚度为0.02～50μm。
优选的，所述上导电层设置在陶瓷层下面，多孔模板上方；所述上导电层厚度为0.05～10μm。
优选的，所述多孔模板设置在上导电层下端，垂直均匀分布中空孔道的直径为0.01～1000μm。
优选的，所述多孔模板(3)厚度为0.05～2000μm。
优选的，所述多孔模板(3)为氧化物材质。
优选的，所述正极阵列为设置在多孔模板垂直均匀分布中空孔道中；所述正极阵列和上导电层和下导电层连接。
优选的，所述下导电层设置在多孔模板下方，和正极阵列连接，厚度为0.05～10μm。
优选的，所述集流体设置在粘结层下方。
优选的，所述一种电池正极极片结构按顺序组装；所述一种电池正极极片结构可用在多种电池正极极片中。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种新型的正极极片结构，将正极活性材料限定在多孔模板中，可显著降低电池正极极片充放电过程中极片物质体积变化，对于提高电池电化学性能具有良好应用价值。
附图说明
图1为本实用新型提供的电池正极极片结构的示意图。
图中：1：陶瓷层；2：上导电层；3：多孔模板；4：正极阵列；5：下导电层；6：粘接层；7：集流体。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
参照图1，一种电池正极极片结构，包括陶瓷层1、上导电层2、多孔模板3、正极阵列4、下导电层5、粘结层6和集流体7，所述陶瓷层1设置在电池正极极片最外层，所述上导电层2设置在陶瓷层1下端，和正极阵列4连接，所述多孔模板3设置在上导电层2下端，垂直均匀分布中空孔道，所述正极阵列4填充在垂直均匀分布中空孔道中，所述下导电层5设置在多孔模板3下方，和正极阵列4连接，所述粘结层6设置在下导电层5下方，所述集流体7设置在粘结层6下方，所述一种电池正极结构按1～7顺序组装。
使用时，由于活性正极阵列填充在中孔孔道中，中孔孔道限制了活性正极材料的体积，可有效抑制活性正极材料的体积膨胀。
另外的一个实施例，实施例包括陶瓷层1，所述陶瓷层是厚度为20μm三氧化二铝层；所述上导电层2是厚度为2μm钛层；所述多孔模板3为厚度为200μm双通三氧化二铝模板，均匀分布直径为100μm中空孔道；所述正极阵列4为填充在多孔模板3为厚度为200μm双通三氧化二铝模板100μm中空孔道中的硫微米线阵列；所述下导电层5为厚度为2μm钛层；所述上导电层2、正极阵列4和下导电层5紧密导电连接；所述粘结层6为纳米银粘结剂；所述集流体7为厚度为35μm电解铜箔，将上述一种电池正极极片结构组件1～7按顺序组装后，在充满干燥氩气手套箱内注电解液，将注液后的纽扣电池在纽扣电池封口机上完成封口。在充放电测试柜上测试电池性能。
另外的实施例，参照图1的一种电池正极极片结构，同上述实施例不同之处在于不所述多孔模板3为厚度为1000μm双通三氧化二铝模板，均匀分布直径为500μm中空孔道；所述正极阵列4为填充在多孔模板3为厚度为1000μm双通三氧化二铝模板500μm中空孔道中的硫微米线阵列。其它组装测试方法都相同。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.一种电池正极极片结构，其特征在于：包括陶瓷层(1)、上导电层(2)、多孔模板(3)、正极阵列(4)、下导电层(5)、粘结层(6)和集流体(7)，所述陶瓷层(1)设置在最外层，所述上导电层(2)设置在陶瓷层(1)下部，所述多孔模板(3)设置在上导电层(2)下部，所述多孔模板(3)为垂直均匀分布的中空孔道，所述正极阵列(4)填充在多孔模板(3)的中空孔道中，所述正极阵列(4)一端和上导电层(2)相连，另一端和下导电层(5)相连，所述下导电层(5)设置在多孔模板(3)下部，所述粘结层(6)设置在下导电层(5)下部，所述集流体(7)设置在粘结层(6)下部，所述电池正极极片结构按陶瓷层(1)、上导电层(2)、多孔模板(3)、正极阵列(4)、下导电层(5)、粘结层(6)和集流体(7)的顺序组装。
2.根据权利要求1所述的一种电池正极极片结构，其特征在于：所述陶瓷层(1)厚度为0.02～50μm。
3.根据权利要求1所述的一种电池正极极片结构，其特征在于：所述上导电层(2)厚度为0.05～10μm。
4.根据权利要求1所述的一种电池正极极片结构，其特征在于：所述多孔模板(3)中空孔道的直径为0.01～1000μm。
5.根据权利要求1所述的一种电池正极极片结构，其特征在于：所述多孔模板(3)的厚度为0.05～2000μm。
6.根据权利要求1所述的一种电池正极极片结构，其特征在于：所述多孔模板(3)为氧化物材质。
7.根据权利要求1所述的一种电池正极极片结构，其特征在于：所述下导电层(5)的厚度为0.05～10μm。
8.根据权利要求1到7任意一项权利要求所述的电池正极极片结构，其特征在于：所述电池正极极片结构可用在多种电池中。
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2019
- 2019-12-20 CN CN201922290998.4U patent/CN211265616U/zh active Active
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