[实用新型]锂离子电池结构

说明书

本实用新型涉及一种锂离子电池结构，包括：电芯和富含锂离子的电解液；所述电芯由隔膜、负极极片和正极极片按照隔膜、负极极片、隔膜、正极极片的顺序卷绕形成；所述富含锂离子的电解液注入到电芯中；负极极片由集流体、集流体上涂覆有活性物质的涂覆区、未涂覆活性物质的集流体留白区和尾部补锂区构成。本实用新型的有益效果是：本实用新型在负极极片集流体上设有涂覆区，负极极片的集流体留白区和含锂材料相结合形成尾部补锂区，通过电解液实现补锂；避免了高活性锂源与负极直接接触所造成的热量积累，同时和现有的锂离子电池制备工艺兼容性好、效率高、无安全性问题，适合产业化批量生产。

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池结构。

背景技术

为了满足未来大规模电动汽车应用需求，下一代锂离子电池技术需要具备更高的能量密度，电池电极材料由于中间相固体电解质SEI的膜形成导致首次循环过程中大量的活性锂的损失，正是源于正极材料中活性锂的不可逆损失降低了锂离子电池的首次效率，同时也永久地降低锂离子电池的可用能量。因此，如果能额外在负极材料中补偿正极材料首次充电过程中损耗的活性锂，就能大幅度提高锂离子电池的能量密度。

迄今为止，负极补锂技术是现有补锂工艺中产业化速度最快、技术成熟度最高，主要是在负极材料中添加金属锂粉和压锂带的方式补锂。例如申请号为CN201210237240的专利采用特殊处理的金属锂粉吸附在极片上，然后进过冷压等后续工艺使金属锂直接与电极材料反应的方式补锂。但金属锂粉补锂工艺在实际操作过程中需要高精度的设备、补锂量监测困难、悬浮在空气中锂粉可能会引起爆炸等风险。CN201610015441专利公开了一种负极极片补锂方法及系统，该发明将昂贵的超薄金属锂带在正负极片卷绕之前将负极极片和金属锂带辊压进行接触补锂，生产效率较高，但是由于高活性的超薄金属锂带与负极极片在辊压过程中易产生热量积累，同时由于金属锂带辊压容易导致较高的延展，大大增加了设备的操作精度和实际卷绕过程补锂量的监控的难度。

另外一种常见的补锂方式是在电芯生产前增加一步补锂工艺，在正负极之间或者电芯外部加入金属锂或者高容量含锂氧化物电极，在电池注液后，将第三电极负极组成回路，通过充放电实现对负极的补锂。例如CN201610807837专利提出在正负极之间增加一层隔膜然后在隔膜之间增加金属锂作为第三电极，但是这种方式会引起正负极之间阻抗的增加，隔膜用膜量的增加，因此实用性不强。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种锂离子电池结构。

这种锂离子电池结构，包括：电芯和富含锂离子的电解液；所述电芯由隔膜、负极极片和正极极片按照隔膜、负极极片、隔膜、正极极片的顺序卷绕形成；所述富含锂离子的电解液注入到电芯中；

所述负极极片由集流体、集流体上涂覆有活性物质的涂覆区、未涂覆活性物质的集流体留白区和尾部补锂区构成；

所述正极极片由集流体和涂覆于集流体上的活性物质组成；

所述尾部补锂区为负极极片中集流体留白区与含锂材料的结合。

作为优选，所述负极极片在集流体尾部的正面设有集流体留白区，反面不含集流体留白区；所述负极极片中集流体留白区、尾部补锂区和涂覆区在整个集流体上所占面积的比例分别为：0％～50％，0％～50％，50～100％；

所述负极极片中集流体留白区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；集流体留白区的宽度等于集流体的宽度。

作为优选，所述负极极片中集流体留白区和含锂材料相结合的方式为辊压、喷涂或涂覆。