[发明专利]一种锂电池

说明书

本公开涉及一种锂电池，该锂电池包括壳体以及设置在壳体中的极芯、补锂极片和电解液；所述极芯包括正极片、隔膜和负极片；所述补锂极片与所述负极片电连接；所述补锂极片包括补锂集流体以及表面依次设置的补锂活性层和保护层，所述保护层隔绝所述补锂活性层与所述电解液；所述保护层在挤压下变形，使所述补锂活性层浸润所述电解液。本公开通过在补锂活性层表面增加保护层来控制补锂活性层参与反应、锂离子进入电化学体系的时间，可以有效提高电池的能量密度，同时降低了电池装配比和装配过程中的工艺风险。

技术领域

本公开涉及锂离子电池领域，具体地，涉及一种锂电池。

背景技术

锂离子电池是一种摇椅式电池，依靠锂离子在正极和负极之间往复运动来储存/释放能量。锂离子电池的能量密度是指一定质量或一定体积的电池所能储存/释放的能量，单位质量或体积的电池所能储存/释放的锂离子数量越多，锂离子电池的能量密度越高；在电池使用过程中，电池中活性材料和活性锂离子逐渐损失，活性材料和活性锂离子损失的越少，锂离子电池的容量保持率越好。

锂离子电池化成过程中，负极表面会形成一层固体电解质界面膜(SEI)，SEI对锂离子电池的性能至关重要，但是SEI的形成会消耗一定数量的活性锂离子，减少电池中可逆的锂离子数量，降低电池的能量密度。

锂离子电池容量衰减的主要原因是电池中活性锂离子数量减少，如果能给电池中补充活性锂离子，可以减少由活性锂离子损失带来的电池容量衰减，提高电池的容量保持率，延长电池的使用寿命。

给锂离子电池补充活性锂离子的技术可称为预锂化或补锂技术，本文中称为补锂技术。目前的补锂技术通常是在电池制造阶段将活性锂离子一次性补充进电池中，补偿SEI形成造成的活性锂离子损失，同时也在负极中预存一定比例的活性锂离子，延长电池的使用寿命。为了容纳这些补充的活性锂离子，需要在电池设计时增加负极与正极容量比(NP比)，防止负极容量不够而产生析锂，劣化电池的性能。增加NP比通常通过增加负极的面密度来实现，增加了负极活性材料，降低了电池的能量密度。此外，在电池循环过程中，电池中可逆锂离子数量减少，正极和负极中剩余的可容纳锂离子的空位增加，实质上导致了正极材料和负极材料的不充分利用，不利于电池能量密度的提升。

因此，本领域亟需一种在电池循环过程中有需要的时候对负极进行补锂的方法，避免在电池设计阶段增加负极面密度，既提升电池的循环寿命，也可以提升电池的能量密度。

发明内容

本公开的目的在于提供一种在电池循环过程中有需要的时候对负极进行补锂的方法。

为了实现上述目的，本公开提供了一种锂电池，该锂电池包括壳体以及设置在壳体中的极芯、补锂极片和电解液；

所述极芯包括正极片、隔膜和负极片；所述补锂极片与所述负极片电连接；所述补锂极片包括补锂集流体以及表面依次设置的补锂活性层和保护层，所述保护层隔绝所述补锂活性层与所述电解液；所述保护层在挤压下变形，使所述补锂活性层浸润所述电解液。

可选地，所述极芯靠近所述壳体的一侧为外层负极片，所述补锂极片设置于所述壳体与所述外层负极片之间，所述补锂极片与所述外层负极片电连接。

可选地，所述外层负极片包括负极集流体与双面涂覆在所述负极集流体表面的负极活性层；所述补锂极片包括补锂集流体、单面涂覆于所述补锂集流体表面的所述补锂活性层和涂覆于所述补锂活性层表面的所述保护层；所述补锂活性层靠近所述负极活性层。

可选地，所述外层负极片包括负极集流体与双面涂覆在所述负极集流体表面的负极活性层；所述补锂极片包括补锂集流体、双面涂覆于所述补锂集流体表面的所述补锂活性层和涂覆于所述补锂活性层表面的所述保护层。