[发明专利]一种锂离子电池结构及补锂方法

权利要求书

1.一种锂离子电池结构，其特征在于，包括：电芯和富含锂离子的电解液；所述电芯由隔膜(4)、负极极片(5)和正极极片(6)按照隔膜(4)、负极极片(5)、隔膜(4)、正极极片(6)的顺序卷绕形成；所述富含锂离子的电解液注入到电芯中；

所述负极极片(5)由集流体、集流体上涂覆有活性物质的涂覆区(1)、未涂覆活性物质的集流体留白区(2)和尾部补锂区(3)构成；

所述正极极片(6)由集流体和涂覆于集流体上的活性物质组成；

所述尾部补锂区(3)为负极极片(5)中集流体留白区(2)与含锂材料的结合。

2.根据权利要求1所述锂离子电池结构，其特征在于：所述负极极片(5)在集流体尾部的正面设有集流体留白区(2)，反面不含集流体留白区(2)；所述负极极片(5)中集流体留白区(2)、尾部补锂区(3)和涂覆区(1)在整个集流体上所占面积的比例分别为：0％～50％，0％～50％，50～100％；

所述负极极片(5)中集流体留白区(2)的长度小于或者等于卷绕后卷芯最外一圈的长度，所述电芯由1～4个卷芯组成；集流体留白区(2)的宽度等于集流体的宽度。

3.根据权利要求1所述锂离子电池结构，其特征在于：所述负极极片(5)中集流体留白区(2)和含锂材料相结合的方式为辊压、喷涂或涂覆。

4.根据权利要求1所述锂离子电池结构，其特征在于：所述负极极片(5)中集流体为具有贯通孔的铜箔，铜箔孔隙率为0％～20％；

所述正极极片(6)中集流体为具有贯通孔的铝箔，所述的铝箔孔隙率为0％～20％；

所述隔膜(4)为有机高分子材料在熔点80～300oC内经过湿法或干法工艺制备的复合膜；隔膜(4)的孔隙率在0％～50％。

5.根据权利要求1所述锂离子电池结构，其特征在于：所述负极极片(5)中涂覆区(1)上的活性物质为石墨、软碳、硬碳、活性炭、中间相碳微球、硅、氧化硅、氧化亚硅、硫化钼、钛酸锂、氧化钛、金属锑和金属锡中的至少一种；所述含锂材料为金属锂片、锂块、锂粉和含锂化合物中的至少一种。

6.根据权利要求1所述锂离子电池结构，其特征在于：正极极片(6)中集流体上的活性物质为LiFePO₄、LiCoO₂、LiNi_0.6Mn_0.2Co_0.2O₂、LiMnO₄、LiMn₂O₄、LiNiMnCoO₂、LiNi_0.5Mn_0.3Co_0.2O₂、LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂和LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂中的至少一种。

7.一种如权利要1所述锂离子电池结构的补锂方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、用活性物质在负极极片(5)中集流体上进行集流体留白区(2)的涂覆，形成涂覆区(1)；

步骤2、将负极极片(5)的集流体留白区(2)和含锂材料相结合形成尾部补锂区(3)；

步骤3、将含有涂覆区(1)和尾部补锂区(3)的负极极片(5)、正极极片(6)和隔膜(4)按照隔膜(4)、负极极片(5)、隔膜(4)、正极极片(6)的顺序卷绕后形成电芯，在一定的温度和外加电场环境下注入富含锂离子的电解液；负极极片(5)上的涂覆区(1)作为阴极，尾部补锂区(3)作为阳极，集流体作为导线，利用涂覆区(1)和尾部补锂区(3)的电位差进行自发电化学反应，尾部补锂区(3)的锂离子通过电解液转移到负极的涂覆区(1)中，消耗尾部补锂区(3)的金属锂进行补锂。