[发明专利]正极活性材料、正极和二次电池

说明书

本发明属于二次电池材料技术领域，具体涉及一种正极活性材料、正极和二次电池。本发明首次将传统作为导电剂使用的导电炭黑作为正极活性材料，由于导电炭黑是一类比表面积大、吸附性强、表面活性好、导电性能优异的碳材料，作为正极活性材料使用时，可以提高所得正极、二次电池的充放电性能、倍率性和循环稳定性。

技术领域

本发明属于二次电池材料技术领域，具体涉及一种正极活性材料，一种正极，以及一种二次电池。

背景技术

二次电池作为一种成熟的储能器件，已经广泛应用于日常生活中，如：电动汽车和便捷式电子设备等，其中以锂离子电池的应用最为普遍，但是锂离子电池面临着锂资源储量有限、成本高的缺点。作为潜在取代锂离子电池的储能技术，以钾离子电池为代表的多种二次电池在近几年日益受到关注。钾离子电池具有较低的氧化还原电位(-2.94V vs.K/K⁺)，接近锂离子电池(-3.04V vs.Li/Li⁺)，且钾离子电池还具有钾资源储量丰富，价格便宜的优势，因此对二次电池特别是钾离子电池正极活性材料的研究也越来越深入。碳材料具有环境友好、造价低的优点，然而碳材料作为二次电池的正极活性材料存在容量低、衰减明显等问题，极大限制了二次电池的发展。因此，选择性能更好的正极活性材料已成为当前二次电池研究工作的重点之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种正极活性材料，一种正极，以及一种二次电池，旨在解决现有二次电池的正极活性材料存在的容量低、衰减明显的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种正极活性材料，其包括导电炭黑。

本发明另一方面提供一种正极，其包括正极集流体和层叠结合在所述正极集流体表面的正极活性层，所述正极活性层包括上述的正极活性材料、导电剂和粘结剂。

本发明再一方面提供了一种二次电池，其包括上述的正极、电解液、隔膜和负极。

本发明正极活性材料首次将导电炭黑作为正极活性材料的组分，其中，导电炭黑具有比表面积大、吸附性强、表面活性好的优点，可便于阴离子在导电炭黑中的吸附和插层，使正极活性材料的充放电性能得到提高；其次，导电炭黑其自身具有优异的导电性能，极大地提升了正极活性材料的倍率性和循环稳定性。

本发明正极包括上述正极活性材料，由于该正极活性材料包括导电炭黑，且导电炭黑可以提高正极活性材料的充放电性能、倍率性和循环稳定性，因此本发明包括上述正极活性材料的正极也具有良好的充放电性能、倍率性和循环稳定性。

本发明二次电池包括上述正极，由于该正极具有良好的充放电性能、倍率性和循环稳定性，因此本发明二次电池也具有良好的充放电性能、倍率性和循环稳定性，具有良好的应用前景和市场价值。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例制备所得二次电池的结构示意图；

图2为本发明实施例1制备得到的钾二次电池的电化学性能测试结果，其中，图2a显示了在电流密度为50mA g^-1时的典型恒电流充电/放电曲线(第100个循环)；图2b显示了钾二次电池在50mA g^-1时的循环性能；图2c显示了钾二次电池的速率能力；图2d显示了钾二次电池在不同电流密度下测得的相应恒电流充/放电曲线；图2e显示了钾二次电池在300mAg^-1下的长期循环稳定性，以及图2f显示了钾二次电池在不同循环次数下获得的相应的恒电流充放电曲线；

图3为本发明实施例2制备得到的钾二次电池的电化学性能测试结果；

图4为本发明实施例3制备得到的钾二次电池的电化学性能测试结果；

其中，图1中的附图标记如下：