[发明专利]一种锂离子电池

说明书

本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极集流体、正极活性物质层和设置于所述正极集流体和正极活性物质层之间的安全涂层，所述负极极片包括负极集流体、设置于所述负极集流体表面的负极活性物质层和预锂化材料，本发明在正极极片中设置安全涂层，在负极极片中设置预锂化材料，安全涂层为不含锂的磷酸盐，在化成和循环过程中被负极的预锂化材料锂化，在体系配比合理的情况下，不仅能提升电池安全性，这种设计还可以降低电池的成本并提升能量密度；负极预锂化材料在对正极安全涂层中磷酸盐材料进行锂化的同时，还可以补充正负极生成SEI膜和CEI膜消耗的活性锂离子，提高电池能量密度。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因具有高能量密度、工作电压高和无记忆效应等优势，目前已普遍应用于日常便携式电子产品、动力电池和储能系统中。而锂离子电池会因热失控等原因，发生安全事故。目前通过采用阻燃型电解液、阻燃性隔膜、固态电解质、活性材料包覆阻燃物质以及极片涂覆安全涂层等方式，来提升锂离子电池的安全性能，但是目前需要既保证安全性能，同时不影响锂离子电池电化学性能的方法，来解决锂离子电池的安全问题。

安全涂层处于集流体和电化学活性物质层的中间，电解液浸润比较困难，而安全涂层中的活性材料占比较低，一些活性物质颗粒被粘结剂和导电剂包裹的较为严密。这些因素使得涂层中的活性物质中的锂离子嵌入和脱出困难，而不能嵌入和脱出的锂离子不能提供容量的同时有一定质量，并且安全涂层中的活性物质主要的成本来自于锂离子，造成锂资源的浪费。

CN109755465A公开了一种电极极片、电化学装置及安全涂层。该电极极片包括集流体、电极活性材料层和设置于集流体与电极活性材料层之间的安全涂层，所述安全涂层包含聚偏氟烯烃和/或聚偏氯烯烃高分子基体、导电材料和无机填料。其所述涂层中的活性物质锂离子嵌入和脱出困难，而不能嵌入和脱出的锂离子不能提供容量的同时有一定质量，并且安全涂层中的活性物质主要的成本来自于锂离子，造成锂资源的浪费。

CN103059613A公开了一种锂离子电池安全涂层，所述锂离子电池安全涂层使用的材料为碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐中的一种或几种的混合，其公开的锂离子电池安全涂层具有受热分解吸热、晶体结构变化或者粉化和释放出水或者二氧化碳的功能，可以在电池过热的状态下降低电池温度，但是所述锂离子电池安全涂层会增加电池常温下的阻抗，导致倍率性能较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池，本发明在正极极片中设置安全涂层，在负极极片中设置预锂化材料，安全涂层为不含锂的磷酸盐，在化成和循环过程中被负极的预锂化材料锂化，在体系配比合理的情况下，不仅能提升电池安全性，这种设计还可以降低电池的成本并提升能量密度；负极预锂化材料在对正极安全涂层中磷酸盐材料进行锂化的同时，还可以补充正负极生成SEI膜和CEI膜消耗的活性锂离子，提高电池能量密度。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极集流体、正极活性物质层和设置于所述正极集流体和正极活性物质层之间的安全涂层，所述负极极片包括负极集流体、设置于所述负极集流体表面的负极活性物质层和预锂化材料。