[发明专利]一种锂电池及其负极、电芯、负极电压监控方法

说明书

本发明公开了一种锂电池及其负极、电芯、负极电压监控方法，所述负极包括：负极集流体；涂覆在所述负极集流体上的负极活性物质和负极电压标识介质；其中，所述负极电压标识介质在负极电压小于安全电压时发生电化学反应，所述安全电压为负极相对于Li⁺/Li的电压。以所述负极电压标识介质的电化学反应的电压作为充电时负极的截止电压，当发生所述电化学反应时，则停止充电，采用发生电化学反应的相对于Li⁺/Li的电位接近0V的负极电压标识介质，通过监控所述负极电压标识介质的电化学反应即可准确控制锂电池的充电的停止时间，从而可保证在防止负极析锂问题的同时保证锂电池具有较高的能量密度。

技术领域

本发明涉及蓄电池技术领域，更具体地说，涉及一种锂电池及其负极、电芯、负极电压监控方法。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本申请的实施方式提供背景或上下文。此处的描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已经想到或者已经探究的概念。因此，除非在此指出，否则在本部分中描述的内容对于本申请的说明书和权利要求书而言不是现有技术，并且并不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

随着科学技术的发展，具有能力高、可靠性高和加工制作工艺简单等优点的锂电池越来越受到电池制造者以及使用者的青睐，被广泛的应用于各种便携式电子设备中。

锂电池主要包括：正极、负极、隔膜以及电解液，正极与负极相对设置，隔膜设置在正极与负极之间，三者构成电池的电芯，通过封装并灌注电解液后形成可循环充放电使用的锂电池。

锂电池在充电过程中需要保持负极电位相对于Li⁺/Li的电位在0V以上，因为一旦负极电位到达0V就会在电极表面析锂，从而降低电池的使用寿命，甚至引发电池内部短路等安全问题。

但是，在防止负极片析锂的同时，还需要负极电位尽可能的接近0V，以便于提高电池的能量密度。因此，如何准确控制锂电池的充电停止时间，实现在防止负极析锂问题的同时保证锂电池具有较高的能量密度是锂电池行业中一个亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种锂电池及其负极、电芯、负极电压监控方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锂电池的负极，该锂电池的负极包括：

负极集流体；

涂覆在所述负极集流体上的负极活性物质和负极电压标识介质；

其中，所述负极电压标识介质在负极电压小于安全电压时发生电化学反应，所述安全电压为负极相对于Li⁺/Li的电压。

优选的，在上述锂电子的负极中，所述安全电压大于零，且不大于100mV。

优选的，在上述锂电子的负极中，所述负极电压标识介质为硅、碳纳米管、或金属氧化物。

优选的，在上述锂电子的负极中，所述负极活性物质包括：天然石墨、人造石墨、石墨烯、焦炭、软碳、硬碳、碳纤维以及钛酸锂中的一种或是多种。

优选的，在上述锂电子的负极中，所述负极集流体为铜箔。

本发明还提供了一种锂电池的电芯，该锂电池的电芯包括：

相对设置的正极以及负极；

设置在所述正极与所述负极之间的隔膜；

其中，所述负极为上述任一种实施方式所述的负极。

优选的，在上述锂电池的电芯中，所述电芯为所述正极、隔膜以及负极依次敷设后通过卷绕方式形成的卷绕结构的电芯。