[发明专利]锂离子电池的富锂极片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，尤其涉及一种锂离子电池的富锂极片及其制备方法。

背景技术

1991年，日本索尼公司创造性的采用碳材料作为锂离子电池的阳极材料，为锂离子电池领域带来了革命性的变化。由于锂离子电池具有诸多优点，例如电压高、体积小、质量轻、比能力高、无记忆效应、无污染、自放电小和循环寿命长等，使得其在移动设备领域的应用得到了空前的发展，包括移动电话、摄像机、笔记本电脑以及其它便携式电器等。自进入二十一世纪，人类的环保意识得到进一步提升，使得锂离子电池具有更大的运用潜力，并被普遍认为是新世纪理想的移动电器电源、电动汽车电源以及储电站用储电器。

但随着便携式电子设备微型化和长待机化，这些设备对锂离子电池能量密度的要求越来越高，因此具有更高比容量的电极材料被运用于锂离子电池领域，其中，合金材料是较为优秀的一种。对于这些阳极材料，在首次充电过程中均会形成固体电解质膜（SEI膜），从而消耗一部分来自阴极材料中的锂离子，最终导致电芯的首次库伦效率低于100%。例如石墨材料的首次库伦效率在90%左右，而合金阳极材料首次效率更低，以硅阳极材料为例，其首次库伦效率在65%～85%之间。为了较大幅度的提高电芯的能量密度，需要提高电芯的首次库伦效率。

为了得到提高电芯首次库伦效率的富锂极片，国内外专家展开了广泛的研究，并取得了一些成果，其中公开号为CN1830110A的中国专利中提到将锂金属、阳极材料和非水液体混合形成浆料，将浆料涂覆到集流体上，然后干燥浆液，制备得到锂金属颗粒掺入涂布层的锂离子电池富锂极片；该极片的涂覆层中由于金属锂的存在，使得极片中活性物质的密度降低，并且降低活性物质颗粒间的连接，增加电子电阻；同时该方法虽然能够起到补锂作用，最终实现提高电芯的首次库伦效率的目的，但是整个电芯的生产工艺必须在干燥室内完成，同时金属锂与阳极材料共混难度大，因此生产成本较高。中国专利申请公开号为CN1177417A的专利中采用将金属锂片覆盖在阳极片表面，然后卷绕制成电池，再灌注电解液的方法制备富锂锂离子电池；使用该方法补锂时，由于现有工艺无法生产厚度较薄的金属锂片，因此往往导致阳极片能够吸收的锂量远远小于金属锂片提供的锂量，使得补锂过量、电芯出现析锂、循环性能差等问题。

因此，有必要提供一种能够有效地控制对阳极的补锂量且均匀补锂的锂离子电池富锂极片的制备方法。

发明内容

鉴于背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池的富锂极片，其能精确地控制对阳极的补锂量。

本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池的富锂极片，其能为阳极进行均匀地补锂，使得锂离子电池具有良好的电化学性能。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供一种锂离子电池的富锂极片，其包括：集流体；膜片，含有活性材料且形成在集流体上，膜片和集流体形成初始极片；以及多孔锂片，覆盖在所述膜片上且所述多孔锂片的容量与为阳极补锂的容量匹配。

在本发明的第二方面，本发明提供一种锂离子电池的富锂极片的制备方法，其用于制备根据本发明第一方面所述的锂离子电池的富锂极片，包括步骤：由活性物质与导电剂、粘接剂以及溶剂制得浆料然后涂覆在集流体上、烘干，得到初始极片，其中涂覆在集流体上的浆料在烘干后成为膜片；将金属锂片打孔得到多孔锂片，以使所述多孔锂片的容量与为阳极补锂的容量匹配；将所述多孔锂片覆盖于所述初始极片的膜片表面，得到锂离子电池的富锂极片。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的锂离子电池的富锂极片不仅克服了传统富锂极片（采用整片的未穿孔的锂片）导致阳极补锂过量问题，而且能够精确地控制对阳极的补锂量，同时提高了补锂的均匀性，有效地提高了采用该富锂极片的锂离子电池的首次库伦效率，从而较大幅度地提高锂离子电池的能量密度，保证锂离子电池具有更好的电化学性能；设置多孔锂片，增加了锂离子电池的电芯的阳极层与阴极层之间的间距，加快电解液进入速度，缓解电芯变形；本发明的锂离子电池的富锂极片的制备方法工艺简单、成本低廉。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明锂离子电池的富锂极片及其制备方法以及实施例。

首先说明根据本发明第一方面的锂离子电池的富锂极片。

根据本发明的锂离子电池的富锂极片包括：集流体；膜片，含有活性材料且形成在集流体上，膜片和集流体形成初始极片；以及多孔锂片，覆盖在所述膜片上且所述多孔锂片的容量与为阳极补锂的容量匹配。