[发明专利]一种锂离子电池及其制备方法

说明书

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池及其制备方法。一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极片、负极片、隔膜、电解液和电池壳体，所述正极片包括正极集流体和正极浆料，所述负极片包括负极集流体和负极浆料；其中，所述负极片的容量与所述正极片的容量的比值为1.41‑9.41。所述锂离子电池，通过对电池中负极片的容量与所述正极片的容量的比值进行优化，富余容量通过补锂技术进行补充，并且优化正极片和负极片的参数，提高了锂离子电池的循环性能、安全性能和倍率充电性能，使其具有高倍率和长寿命的特点。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池及其制备方法。

背景技术

目前，受限于电极材料的电化学性能和生产成本，锂离子电池能量密度的提升和电池原材料成本的降低已十分困难，这是制约新能源汽车大力推广的关键因素。提高锂离子电池的充电速度，缩短单位电量的充电时间是增强续航能力的有效途径。同时优化生产工艺，提高生产效率，是降低电芯成本的主要手段。

锂电池的生产主要包括浆料制备、涂布、制片、装配、注液、化成、分容等工序，其中浆料的制备是锂离子电池生产过程的关键工序之一，浆料制备周期和质量直接影响到了电池的最终成本和整体性能。

传统的负极浆料制备大多采用常温湿法混合，该工艺方法制备过程时间长，一般为10-12h，制备时间长，生产效率低，且制备得到的浆料的粘度、细度和固含量不稳定，易沉降，涂布后外观不良率较高。

由于快速充电时，锂离子在电池正负极之间的移动速率加快，在锂离子从正极脱嵌时，需要快速的移动到负极并被负极材料接纳嵌入，从而保证正常的充电反应进行。在此反应过程中，如果负极材料的锂离子嵌入速率达不到电芯施加的充电电流电子迁移速率，便会造成锂金属在负极表面的析出，锂离子电池容量损失严重，电池寿命急剧缩短，同时在锂离子电池使用过程中锂枝晶不断生长还可能刺穿隔离膜，给锂离子电池带来安全隐患。

在一个特定的锂离子电池体系中，决定其充电速度、循环寿命和安全性能的关键是负极。目前大部分的研究都集中在负极活性物质设计上，对负极极片设计的关注非常少。很多研究表明，倍率性能优异的负极活性物质若采用不合理的极片设计，不一定能达到持续快充的设计目标，而倍率性能一般的负极活性物质若采用合理的极片设计也可达到快充的效果。因此负极活性物质的选择以及负极极片设计是实现快速充电和长循环寿命的关键，优化电池化学体系和改善电池设计等方面进行。

为解决上述问题，确有必要提供一种负极浆料高效分散方法及一种优化电池设计的高倍率长寿命锂离子电池。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种锂离子电池及其制备方法，该锂离子电池能在大倍率下进行充放电，具有优良的安全性能和循环性能。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极片、负极片、隔膜、电解液和电池壳体，所述正极片包括正极集流体和正极浆料，所述负极片包括负极集流体和负极浆料；

其中，所述负极片的容量与所述正极片的容量的比值为1.41-9.41；

所述锂离子电池的富余容量通过补锂技术进行补充；

优选地，所述正极浆料包括正极活性物质、正极导电剂和正极粘结剂；优选地，所述负极浆料包括负极活性物质、负极导电剂、增稠剂、负极粘结剂和分散剂。

优选地，所述正极片的压实密度为1.6-3.89g/cm³，所述负极片的压实密度为0.6-1.2g/cm³。

优选地，所述正极集流体的平均孔径为0-5μm，孔隙率为35-50％，导电涂层厚度为2-6μm。

优选地，所述负极集流体的厚度为3-8μm，孔隙率为35-50％，平均孔径为20-100μm。