[发明专利]一种三电极锂离子电池的制作方法

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种三电极锂离子电池的制作方法，包括如下步骤：(1)通过卷绕或叠片的方式将所述涂炭铜箔包覆卷芯制成三电极卷芯；(2)对三电极卷芯分别预留正极极耳、负极极耳和三电极极耳；(3)将步骤(2)的三电极卷芯分别与盖板、三电极极耳一一对应焊接，后续常规封装、注液、化成、分容；(4)制作完成，采用充放电测试柜，连接电池正极和三电极极耳，进行充电，完成铜箔镀锂。本发明制制作简单、成本低，具有批量生产可行性。另外由于正极片具有充足的锂离子，可持续对第三电极上的锂离子进行补充，具有长寿命可修复的特点。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种三电极锂离子电池的制作方法。

背景技术

锂离子电池三电极技术主要方式为在正常电池内，插入第三个电极，该电极通常为金属锂或锂与其他金属的合金导体，该电极在电池充放电过程中，不参与充放电，故能保持相对稳定的电极电势，通过测量该电极分别与正负极之间的电压，可以单独监测正负极的电位变化及阻抗变化。

当前三电极制作的技术手段通常有两种，一种为在电池内放置锂片，然后通过金属导丝连接锂片并引出一极到电池外部，再进行封装处理，但由于锂片极易与空气中的水分或氧气发生化学反应，生成的化合物极易影响该电极的电极电势的稳定性，故该三电极制作方法需要在隔绝空气和水分的环境下进行，导致三电极制作环境要求苛刻，无法大批量应用。例如，中国专利CN208093666U公开了一种三电极结构，第三电极在外侧，不影响正负极充放电，但该结构下仍需要引入金属锂作为第三电极，金属锂会与空气中的氧气和水分快速反应，故该方法对环境要求苛刻，需在高纯稀有气体手套箱内制作，无法大批量应用；中国专利CN102593539A公开了一种在卷芯外侧放置三电极的方法，该方法为将第三电极换成一个正常卷芯，该卷芯可单独充放电，此方法虽然有效避免了插入金属锂所需要的特殊封装环境，但作为三电极的卷芯，会明显占据电池内部空间，对电池能量密度影响较大，且使用完整的卷芯，制造成本高，仅可用于实验研究，同样无法大批量使用。

第二种方法为在电池内部引入金属导丝，通常采用铜丝，金属丝放置于正负极之间，并用隔膜与正负极隔开，引出一极在电池外部，利用正负极片内的锂离子，分别通过正极或负极与金属丝之间进行小电流充电，在金属丝上进行镀锂，完成三电极电池的制作，此方案由于在电池封装前没有金属锂存在，故在正常电池制作环境下进行即可，但此第三个电极由于需要后续镀锂，故必须将该电极置于正负极之间，而电极在正负极之间放置较困难，同时金属丝容易刺破隔膜，导致正负极短路，存在安全隐患，并且处于正负极之间的金属丝一定程度上阻碍正负极之间锂离子的迁移，并且镀锂金属丝受到充放电影响，无法长时间稳定存在。例如，中国专利CN113889599A公开了一种优化镀锂载体的方法，将铜丝换成带孔铜箔，放置于正负极之间，此方案可一定程度上减轻对正负极之间锂离子迁移的影响，但无法完全消除影响，同时由于第三电极位于正负极之间，该电极受到正负极充电过程锂离子迁移影响，三电极无法长期稳定存在，且此方法对电池内部结构改动较大，三电极需特制，制作复杂，难以批量生产；

总的来说，目前三电极制作技术存在较多缺陷，三电极对制作环境要求高、制作复杂、稳定性不足、对后续三电极测试和监测存在干扰等。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种三电极锂离子电池的制作方法，对三电极制作无苛刻的环境要求，且制作简单，使制作的三电极性能够稳定，具备可修复、长寿命的特点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种三电极锂离子电池的制作方法所述三电极锂离子电池包括由正极片、负极片和隔膜组成的卷芯以及用作第三电极的涂炭铜箔，所述卷芯的最外层结构由外到内依次为隔膜/正极/隔膜/负极，其中，正极包覆负极，隔膜包覆正极；

所述三电极锂离子电池的制作方法，包括如下步骤：

(1)通过卷绕或叠片的方式将所述涂炭铜箔包覆卷芯制成三电极卷芯；