本发明涉及电池技术领域，具体为一种复合正极极片的锂离子电池。
背景技术：
随着现代社会信息化和智能化的高速发展，以及环境污染和能源匮乏日渐严重，社会对蓄电器件的容量和输出功率要求越来越高，锂离子电池和电容器等成为当前研究热点。锂离子电池具有能量密度高、自放电率低等优点，但倍率性能不理想，功率密度较低，而且锂离子电池的电压范围在3.0～4.1v之间，高于4.1v时，电池正极材料和电解液不稳定、易氧化，负极表面易析锂形成锂枝晶，带来安全隐患。
为了克服以上缺陷，中国实用新型专利cn204793030u公开了一种混合正极极片及锂离子动力电池，该混合正极极片包括第一正极层、第二正极层和正极集流体层，所述第一正极层和第二正极层分别涂覆在正极集流体的阴面和阳面，所述第一正极层为磷酸铁锂正极材料层，所述第二正极层为锰酸锂正极材料层。该技术方案具有设备适用性强的特点，通过把磷酸铁锂正极材料层和锰酸锂正极材料层分别涂覆在正极集流体的阴面和阳面形成混合正极极片，无需分别制备磷酸铁锂正极片和锰酸锂正极片，简化了锂离子动力电池卷绕或层叠的结构，直接可以采用现有设备进行卷绕或者层叠，提高设备适用性。
但是，在实际应用生产中，还存在以下缺陷：如第一正极层和第二正极层分居正极集流体两侧，两者之间间隔着铜箔，不利于两种正极材料优势互补；同时，分侧设置正极的方法，也无法结合更多正极材料的特点；此外，分侧设置在卷绕过程中也要注意正极的对应性，稍有不慎，就需要返工拆解卷芯重新卷绕。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种复合正极极片的锂离子电池，具有倍率性能优异、高低温性能好、安全性高、加工方便和成本低廉的特点。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种复合正极极片的锂离子电池，包括负极片、正极片和隔膜，所述负极片、正极片和隔膜相互间隔卷绕或层叠设计，所述隔膜设置在负极片和正极片之间，所述负极片为双面涂层结构，所述负极片的负极集流体两面均涂有负极活性材料层，所述正极片为双面涂层结构，所述正极片的正极集流体双面均涂有正极活性材料层，间隔的负极片之间设有正极片，所述正极活性材料层为复合层状结构，所述正极活性材料层包括钴酸锂材料层、锰酸锂材料层和磷酸铁锂材料层，所述钴酸锂材料层涂覆在所述正极集流体表面，所述锰酸锂材料层、磷酸铁锂材料层依次涂覆在所述钴酸锂材料层表面，所述钴酸锂材料层、锰酸锂材料层、磷酸铁锂材料层之间涂覆有各向异性导电胶粘剂层。
进一步地，所述正极集流体和所述磷酸铁锂层之间涂覆有各向异性导电胶粘剂层。
进一步地，所述各向异性导电胶粘剂层包括导电粒子、氨基化石墨烯、粘结剂和添加剂，所述氨基化石墨烯均有分散在所述各向异性导电胶粘剂层中。，所述导电粒子为镀铜的塑性小球。氨基化石墨烯形成二维导电网络，导电粒子在不同层状二维导电网络形成点接触，从而实现三维传到，保证了各向异性导电胶粘剂层具有较优异的导电性能。
进一步地，所述粘结剂为热固性树脂，所述热固性树脂为离子型聚合树脂和/或自由基型聚合树脂。
进一步地，所述添加剂为白炭黑、石墨粉、二硫化钼的组合物。白炭黑、石墨粉和二硫化钼具有较好的增磨作用，方便正极片在辊压过程中反正对各向异性导电胶粘剂层的损伤，避免不同材料之间的混合，不同材料之间只是形成层结束，形成一定的梯度动力，提高电池的电化学性能。
进一步地，所述自由基聚合性树脂为丙烯酰基酚醛清漆树脂或乙烯酯树脂丙烯酸酯。
进一步地，所述锂离子电池为卷绕结构结构设计，所述卷绕结构设计的锂离子电池还包括圆柱形外壳。
进一步地，所述锂离子电池为层叠结构结构设计，所述层叠结构设计的锂离子电池还包括方形铝塑膜外壳。
进一步地，所述负极集流体为铜箔。
进一步地，所述隔膜为pe隔膜、pp隔膜或pe/pp复合隔膜。
进一步地，所述负极活性材料层为天然石墨材料层和和/或人工石墨材料层。
本发明一种复合正极极片的锂离子电池，具有如下的有益效果：
第一、倍率性能优异，钴酸锂材料层、锰酸锂材料层和磷酸铁锂材料层依次设置在所述正极集流体表面上，彼此之间通过各向异性导电胶粘剂层粘结形成复合层状结构，钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂的导电性依次递减，形成的一定的梯度浓度，在高倍率放电的过程中形成热量梯度，从集流体内部沿着正极活性材料层外部传递，产生的热量梯度有助于加快磷酸铁锂材料导电性能的提升，避免磷酸铁锂对于倍率性能的影响，有效提高了电池的倍率性能；
第二、高低温性能好，把钴酸锂材料层社会在正极活性材料层复合结构的内部，低温性能优异的锰酸锂设置在中间，高温性能优异的磷酸铁锂设置在外侧，在进行低温测试时锰酸锂材料作为中间的锂离子传输渠道，避免低温对于电池性能的影响，在高温性能测试时耐高温的磷酸铁锂有效对内部的锰酸锂形成保障避免高温造成锰酸锂的溶解，保障锂电池具有较好的高温性能；
第三、安全性高，把安全性最好的磷酸铁锂材料设置在正极活性材料层复合结构的最外侧，把安全性较差的钴酸锂设置在最内部，磷酸铁锂材料层有效减缓了钴酸锂在高温的安全隐患，提高了电池的安全性；
第四、加工方便，通过采用各向异性导电胶粘剂层设置在正极集流体和各正极材料层之间，从而形成复合层状结构，既保证了正极活性材料层的稳定性，也充分利用了各向异性导电胶粘剂层导电性能优异的特点，保证了电池具有优异的电化学性能；
第五、成本低廉，通过复合结构设计，优化极片结构，卷绕便捷，不良率第，有效降低复合正极极片的锂离子电池的制造成本。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及对本发明产品作进一步详细的说明。
本发明公开了一种复合正极极片的锂离子电池，包括负极片、正极片和隔膜，所述负极片、正极片和隔膜相互间隔卷绕或层叠设计，所述隔膜设置在负极片和正极片之间，所述负极片为双面涂层结构，所述负极片的负极集流体两面均涂有负极活性材料层，所述正极片为双面涂层结构，所述正极片的正极集流体双面均涂有正极活性材料层，间隔的负极片之间设有正极片，所述正极活性材料层为复合层状结构，所述正极活性材料层包括钴酸锂材料层、锰酸锂材料层和磷酸铁锂材料层，所述钴酸锂材料层涂覆在所述正极集流体表面，所述锰酸锂材料层、磷酸铁锂材料层依次涂覆在所述钴酸锂材料层表面，所述钴酸锂材料层、锰酸锂材料层、磷酸铁锂材料层之间涂覆有各向异性导电胶粘剂层。
进一步地，所述正极集流体和所述磷酸铁锂层之间涂覆有各向异性导电胶粘剂层。
进一步地，所述各向异性导电胶粘剂层包括导电粒子、氨基化石墨烯、粘结剂和添加剂，所述氨基化石墨烯均有分散在所述各向异性导电胶粘剂层中。
进一步地，所述导电粒子为镀铜的塑性小球。
进一步地，所述粘结剂为热固性树脂，所述热固性树脂为离子型聚合树脂和/或自由基型聚合树脂。
进一步地，所述添加剂为白炭黑、石墨粉、二硫化钼的组合物。
进一步地，所述自由基聚合性树脂为丙烯酰基酚醛清漆树脂或乙烯酯树脂丙烯酸酯。
进一步地，所述锂离子电池为卷绕结构结构设计，所述卷绕结构设计的锂离子电池还包括圆柱形外壳。
进一步地，所述锂离子电池为层叠结构结构设计，所述层叠结构设计的锂离子电池还包括方形铝塑膜外壳。
进一步地，所述负极集流体为铜箔。
进一步地，所述隔膜为pe隔膜、pp隔膜或pe/pp复合隔膜。
进一步地，所述负极活性材料层为天然石墨材料层和和/或人工石墨材料层。
实施例1
本发明公开了一种复合正极极片的锂离子电池，包括负极片、正极片和隔膜，所述负极片、正极片和隔膜相互间隔卷绕或层叠设计，所述隔膜设置在负极片和正极片之间，所述负极片为双面涂层结构，所述负极片的负极集流体两面均涂有负极活性材料层，所述正极片为双面涂层结构，所述正极片的正极集流体双面均涂有正极活性材料层，间隔的负极片之间设有正极片，所述正极活性材料层为复合层状结构，所述正极活性材料层包括钴酸锂材料层、锰酸锂材料层和磷酸铁锂材料层，所述钴酸锂材料层涂覆在所述正极集流体表面，所述锰酸锂材料层、磷酸铁锂材料层依次涂覆在所述钴酸锂材料层表面，所述钴酸锂材料层、锰酸锂材料层、磷酸铁锂材料层之间涂覆有各向异性导电胶粘剂层。
在本实施例中，所述正极集流体和所述磷酸铁锂层之间涂覆有各向异性导电胶粘剂层。所述各向异性导电胶粘剂层包括导电粒子、氨基化石墨烯、粘结剂和添加剂，所述氨基化石墨烯均有分散在所述各向异性导电胶粘剂层中。所述导电粒子为镀铜的塑性小球。所述粘结剂为热固性树脂，所述热固性树脂为离子型聚合树脂和/或自由基型聚合树脂。所述添加剂为白炭黑、石墨粉、二硫化钼的组合物。所述自由基聚合性树脂为丙烯酰基酚醛清漆树脂或乙烯酯树脂丙烯酸酯。所述锂离子电池为卷绕结构结构设计，所述卷绕结构设计的锂离子电池还包括圆柱形外壳。所述负极集流体为铜箔。所述隔膜为pe隔膜、pp隔膜或pe/pp复合隔膜。所述负极活性材料层为天然石墨材料层和和/或人工石墨材料层。
实施例2
本发明公开了一种复合正极极片的锂离子电池，包括负极片、正极片和隔膜，所述负极片、正极片和隔膜相互间隔卷绕或层叠设计，所述隔膜设置在负极片和正极片之间，所述负极片为双面涂层结构，所述负极片的负极集流体两面均涂有负极活性材料层，所述正极片为双面涂层结构，所述正极片的正极集流体双面均涂有正极活性材料层，间隔的负极片之间设有正极片，所述正极活性材料层为复合层状结构，所述正极活性材料层包括钴酸锂材料层、锰酸锂材料层和磷酸铁锂材料层，所述钴酸锂材料层涂覆在所述正极集流体表面，所述锰酸锂材料层、磷酸铁锂材料层依次涂覆在所述钴酸锂材料层表面，所述钴酸锂材料层、锰酸锂材料层、磷酸铁锂材料层之间涂覆有各向异性导电胶粘剂层。
所述正极集流体和所述磷酸铁锂层之间涂覆有各向异性导电胶粘剂层。所述各向异性导电胶粘剂层包括导电粒子、氨基化石墨烯、粘结剂和添加剂，所述氨基化石墨烯均有分散在所述各向异性导电胶粘剂层中。所述导电粒子为镀铜的塑性小球。所述粘结剂为热固性树脂，所述热固性树脂为离子型聚合树脂和/或自由基型聚合树脂。所述添加剂为白炭黑、石墨粉、二硫化钼的组合物。所述自由基聚合性树脂为丙烯酰基酚醛清漆树脂或乙烯酯树脂丙烯酸酯。所述锂离子电池为层叠结构结构设计，所述层叠结构设计的锂离子电池还包括方形铝塑膜外壳。所述负极集流体为铜箔。所述隔膜为pe隔膜、pp隔膜或pe/pp复合隔膜。所述负极活性材料层为天然石墨材料层和和/或人工石墨材料层。
对比例1
对比例1与实施例1的唯一差异在于没有钴酸锂材料层。
对比例2
对比例2与实施例1的唯一差异在于没有锰酸锂材料层。
对比例3
对比例3与实施例1的唯一差异在于没有磷酸铁锂材料层。
对比例4
对比例4与实施例1的唯一差异在于没有各向异性导电胶粘剂层。
为了验证本发明的技术效果，分别把实施例1、对比例1-4制备成为相同容量的18650型圆柱电池进行相关测试，相关测试结果如表1所示：
表1性能测试结果
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。