[发明专利]锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括：金属壳体；极芯，所述极芯设于所述金属壳体内且包括正极片和负极片；补锂极片，所述补锂极片设于所述金属壳体和所述极芯之间且包括：集流体；相变层，所述相变层设于所述集流体的靠近所述金属壳体的一侧表面且隔绝所述金属壳体和所述集流体；补锂层，所述补锂层设于所述集流体的靠近所述极芯的一侧表面；其中，所述相变层在预定温度下发生相变，以使所述集流体与所述金属壳体电子导通。根据本发明的锂离子电池，不仅成本低、而且能够保证容量及倍率性能和循环性能，且可以实现补锂量和补锂时间的主动控制。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池。

背景技术

锂离子电池相比其他化学电源，能量密度更高，具有更强的放电能力，寿命更长，污染较小。锂离子电池首次充电过程中，由于负极极片表面会形成固体电解质膜，会消耗一部分从正极迁移的锂离子，造成锂离子损失，从而影响锂离子电池的容量，同时影响锂离子电池的使用寿命。

为此，相关技术中的锂离子电池，通常在正极片外增加补锂涂层，或在正极片的材料中增加含锂添加剂，这些方式均对正极片的结构进行了改变，随之工艺的改变会致使成本上升。而且含锂添加剂和补锂涂层在补锂后不再发挥作用，但仍存在正极片中，导致电池阻抗上升，影响电池的容量、倍率性能和循环性能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种锂离子电池，该锂离子电池，不仅成本低、而且能够保证容量及倍率性能和循环性能，且可以实现补锂量和补锂时间的主动控制。

为实现上述目的，根据本发明的实施例提出了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括：金属壳体；极芯，所述极芯设于所述金属壳体内且包括正极片和负极片；补锂极片，所述补锂极片设于所述金属壳体和所述极芯之间且包括：集流体；相变层，所述相变层设于所述集流体的靠近所述金属壳体的一侧表面且隔绝所述金属壳体和所述集流体；补锂层，所述补锂层设于所述集流体的靠近所述极芯的一侧表面；其中，所述相变层在预定温度下发生相变，以使所述集流体与所述金属壳体电子导通。

根据本发明的锂离子电池，通过在电池中额外设置补锂极片，且利用补锂极片中相变层在预定温度下相变的特性，可以实现有需要的时候再进行补锂，此外，无需改变正极片原有结构，可以避免正极片工艺改变导致的成本增加，且单独设置补锂极片，使得补锂后极片上残留的物质不会增加正、负极片的阻抗，从而可以避免对电池倍率和循环等性能的影响。

并且，通过控制补锂极片的自放电时间，可以实现对正极片补锂量和补锂时间的主动控制，也可以使补锂极片发挥不同的补锂效果，使补锂更灵活。

此外，补锂极片和正极片在电池正常工作时并不连通，即可以实现在电池循环初期活性锂较充足时不连通补锂，待循环一定时间电池容量衰减时再连通补锂，也可以在首次充电后就进行连通补锂，使得补锂时机更加灵活。

根据本发明的一些具体实施例，所述相变层包括热致相变材料，所述热致相变材料选自在预定温度下从绝缘体向导体相变的材料；或所述热致相变材料选自在预定温度下从半导体向导体相变的材料；优选地，所述预定温度为高于电池正常工作时的温度，优选地，所述预定温度为50℃-80℃。

根据本发明的一些具体实施例，所述热致相变材料包括VO₂、V_1-xM_xO₂、VO_2-yN_y、V_1-xM_xO_2-yN_y中的至少一种；其中，M为B、Mo、W、Ti、Cr或Nb，N为F、Cl、S或Br，0x≤0.2，0y≤0.2。

根据本发明的一些具体实施例，所述相变层的厚度为1μm～50μm。