一种锂离子电池的正极结构的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池，特别是涉及一种锂离子电池的正极结构。

背景技术：

锂离子电池已广泛应用于移动电话、笔记本电脑等便携式电器中，深受广大用户的钟爱，在未来的电动汽车也有着非常好的应用前景，必将对未来人们的生活产生深刻的影响。目前，通常采用半导体薄膜工艺制备的“三明治”叠层结构的锂离子，锂离子电池的正极结构中，正极层只含有正极活性物质，不含有电子和离子传导介质，限制了正极层的厚度，降低了锂离子电池的容量和能量密度。

专利公开号为cn207624803u的专利申请文件公开了一种锂离子电池正极结构和锂离子电池，包括衬底、离子导体、正极导体层和电子导体；所述衬底设置有正极集流体层，所述离子导体包括离子导体层和凸起部件；所述正极导体层位于所述正极集流体层和所述离子导体层之间；所述凸起部件的一端与所述离子导体层相连，所述凸起部件的另一端嵌入所述正极导体层；所述电子导体的一端与所述正极集流体层相连，所述电子导体的另一端嵌入所述正极导体层。采用本实用新型的技术方案，能够增加锂离子电池的容量和能量密度。

但是现有技术和上述专利文件并未考虑到衬底和内部导体层的接触稳定性，且在电子导体和离子导体层与正极导体层的接触面积上并未记载更进一步的优化。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种锂离子电池的正极结构，能解决背景技术中存在的技术缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种锂离子电池的正极结构，包括由外至内依次卷绕的隔离保护膜、负极流体层、负极导体层和离子导体层；所述隔离保护膜在其内侧设有与之垂直的伸出件，并于伸出件顶面分别固定倒置盒状的负极流体层、负极导体层和离子导体层，所述伸出件底面设有衬底，并保持衬底和隔离保护膜底面平齐；所述衬底上设有正极集流体层，所述正极集流体层顶面均匀分布若干电子导体，所述离子导体层底面均匀分布若干圆柱件，且所述电子导体和圆柱件于水平面上下交错分布，所述正极集流体层和离子导体层形成的腔体内填充正极导体层。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述衬底包括衬底板和倒置于衬底板顶面外缘的l形限位件，倒置的所述l形限位件的长边垂直衬底板外缘面，短边朝向衬底板轴心方向，并通过短边固定正极集流体层。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电子导体包括垂直固接衬底板顶面的圆柱导体层，所述圆柱导体层外环沿轴向等距分布若干圆环导体层，所述圆环导体层沿环向等环距分布若干矩形片。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述离子导体层的圆柱件均匀分布其底面，且圆柱件外环沿轴向分布若干圆盘件，所述圆盘件沿环向等距分布若干咬合件，所述咬合件截面为c型结构；

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述衬底由l形限位件于衬底板外缘等环距分布一体成型，且采用硅片或玻璃或不锈钢片或聚酰亚胺材料；所述电子导体由圆柱导体层、圆环导体层和矩形片一体成型且采用含碳材料；所述离子导体层由圆柱件、圆盘件和咬合件一体成型，且采用固态电解质材料；所述隔离保护膜和伸出件一体成型且为聚酰亚胺有机膜或al2o3无机膜或sio2无机膜材质。

作为本实用新型的一种优选技术方案，正极导体层为镍钴铝酸锂材质制成。

与现有技术相比，本实用新型能达到的有益效果是：本实用新型增强了衬底和电池内部导体的接触稳固性；增强了内部电子和离子网络的流动性，通过镍钴铝酸锂作为其正极导体层，具有较高的比能量，相当好的比功率和长的使用寿命，从而增强锂离子电池的电容量和比功率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型所述衬底和电子导体的俯视示意图；

其中：1、隔离保护膜；2、负极流体层；3、负极导体层；40、衬底；41、离子导体层；42、正极导体层；43、电子导体；401、衬底板；402、l形限位件；403、正极集流体层；411、圆柱件；412、圆盘件；413、咬合件；431、圆柱导体层；432、圆环导体层；433、矩形片。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，但下述实施例仅仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

请参照图1-2所示，本实用新型提供一种锂离子电池的正极结构，包括由外至内依次卷绕的隔离保护膜1、负极流体层2、负极导体层3和离子导体层41；隔离保护膜1在其内侧设有与之垂直的伸出件，并于伸出件顶面分别固定倒置盒状的负极流体层2、负极导体层3和离子导体层41，伸出件底面设有衬底40，并保持衬底40和隔离保护膜1底面平齐；通过隔离保护膜1的伸出件，使得负极流体层2、负极导体层3和离子导体层41能够在电池内部形成供气支撑的隔离保护膜1；衬底40上设有正极集流体层403，正极导体层42为镍钴铝酸锂材质制成，镍钴铝酸锂作为其正极导体层42具有较高的比能量，相当好的比功率和长的使用寿命，从而增强锂离子电池的电容量和比功率，通过正极集流体层403顶面均匀分布若干电子导体43，离子导体层41底面均匀分布若干圆柱件411，且电子导体43和圆柱件411于水平面上下交错分布，正极集流体层403和离子导体层41形成的腔体内填充正极导体层42。

具体的，衬底40包括衬底板401和倒置于衬底板401顶面外缘的l形限位件402，倒置的l形限位件402的长边垂直衬底板401外缘面，短边朝向衬底板401轴心方向，并通过短边固定正极集流体层403，l形限位件402的结构用于增强对正极集流体层403的稳固固定；

具体的，电子导体43包括垂直固接衬底板401顶面的圆柱导体层431，圆柱导体层431外环沿轴向等距分布若干圆环导体层432，圆环导体层432沿环向等环距分布若干矩形片433；离子导体层41的圆柱件411均匀分布其底面，且圆柱件411外环沿轴向分布若干圆盘件412，圆盘件412沿环向等距分布若干咬合件413，咬合件413截面为c型结构，进一步的，圆环导体层432和矩形片433通过增加电子导体43的表面面积，从而增加了电子导体43和正极导体层42的接触面积，从而增加电子移动截面积，提高其电容量；更进一步的，圆柱件411、圆盘件412和咬合件413的结构设计增加了离子导体层41和正极导体层42的接触面积；综上，通过上述结构形成了锂离子电池内部的离子电子混合网络，相较于传统的柱状导体层，实现了在不降低活性材料利用率的前提下，增加正极导体层42的电子和离子流动，从而增加锂离子电池的容量和能量密度。

具体的，衬底40由l形限位件402于衬底板401外缘等环距分布一体成型，且采用硅片或玻璃或不锈钢片或聚酰亚胺材料；电子导体43由圆柱导体层431、圆环导体层432和矩形片433一体成型且采用含碳材料；离子导体层41由圆柱件411、圆盘件412和咬合件413一体成型，且采用固态电解质材料；隔离保护膜1和伸出件一体成型且为聚酰亚胺有机膜或al2o3无机膜或sio2无机膜材质。

具体原理：本实用新型通过衬底40上的l形限位件402增强衬底40和正极集流体层403的固定面积，从而提高正极集流体层403于电池内部的稳定性；通过在其内部形成了离子电子多面积接触混合网络，相较于传统的柱状导体层，实现了在不降低活性材料利用率的前提下，增加正极导体层42的电子和离子流动，从而增加锂离子电池的容量和能量密度。

本实用新型增强了衬底和电池内部导体的接触稳固性；增强了内部电子和离子网络的流动性，通过镍钴铝酸锂作为其正极导体层，具有较高的比能量，相当好的比功率和长的使用寿命，从而增强锂离子电池的电容量和比功率。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。