[发明专利]负极补锂极片及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种负极补锂极片及其制备方法与应用，负极补锂极片包括：负极集流体、负极活性物质层和补锂层，负极活性物质层设在负极集流体上；补锂层设在负极活性物质层上远离负极集流体的表面上，并且补锂层包括相变材料。由此，该负极补锂极片可以有效解决负极补锂过程的散热问题，提高补锂效果和安全性，从而提高电池的能量密度、长循环寿命和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种锂电池技术领域，具体涉及一种负极补锂极片及其制备方法与应用。

背景技术

随着新能源汽车的普及，大家对其动力电池的要求也越来越高，比如要求电池要拥有高能量密度、长循环寿命和稳定的性能。负极是锂离子电池的重要组成部分，通过提高负极的循环稳定性及能量密度可以有效地提高锂离子电池的电化学性能。

在工业生产中，通过给负极补锂的方式，可提高锂离子电池中的锂含量，提高电池的能量密度、首效和循环性能。常规补锂的技术和工艺往往会导致大量反应热的产生，不仅会影响锂离子电池的循环寿命、能量密度和动力学性能，严重时会导致极片的燃烧致使补锂失败。因此，如何避免大量反应热造成的不利影响且实现有效补锂，对于锂离子电池综合性能的提升至关重要。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种负极补锂极片及其制备方法与应用，该负极补锂极片可以有效解决负极补锂过程的散热问题，提高补锂效果和安全性，从而提高电池的能量密度、长循环寿命和稳定性。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种负极补锂极片。根据本发明实施例的负极补锂极片，所述负极补锂极片包括：

负极集流体；

负极活性物质层，所述负极活性物质层设在所述负极集流体上；

补锂层，所述补锂层设在所述负极活性物质层上远离所述负极集流体的表面上，并且所述补锂层包括相变材料。

根据本发明实施例的负极补锂极片，通过将相变材料加入补锂层中，相变材料可以吸收负极补锂极片在补锂过程中所放出的热量，从而可以有效解决补锂过程的散热问题，避免出现补锂温度急剧升高引起的补锂效果降低或极片质量下降的问题，提高补锂过程的安全性，以及提高电池的首效和能量密度；其次，在循环过程中电池会产热，相变材料也会起到吸收电池产热的效果，保证电池在循环过程中处于适宜的温度，因而降低了副反应的发生，进而提高电池的循环寿命。

另外，根据本发明上述实施例的负极补锂极片还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述相变材料的相变温度为30～150℃。由此，可以通过相变材料的相变吸热效应吸收补锂过程中产生的热量。

在本发明的一些实施例中，所述补锂层的厚度为5～10μm。

在本发明的一些实施例中，所述补锂层包括：锂箔，所述锂箔设在所述负极活性物质层上远离所述负极集流体的表面上；补锂物质层，所述补锂物质层设在所述锂箔上，并且所述补锂物质层包括粘结剂和相变材料。由此，可以通过相变材料吸收补锂过程中产生的热量。

在本发明的一些实施例中，所述粘结剂和相变材料质量比为(40～60)：(30～60)。由此，有利于相变材料均匀地分布在锂箔上。

在本发明的一些实施例中，所述补锂层包括锂粉、粘结剂和相变材料。由此，可以通过相变材料吸收补锂过程中产生的热量。

在本发明的一些实施例中，所述锂粉、粘结剂和相变材料质量比为(40～60)：(20～40)：(0.1～5)。由此，有利于形成均匀的补锂层。

在本发明的一些实施例中，所述负极活性物质层的厚度为50～60μm。

在本发明的一些实施例中，所述负极活性物质层包括相变材料。由此，有利于进一步吸收在补锂过程中所产生的热量。