[发明专利]一种锂离子电池裸电芯及含有该裸电芯的锂离子电池的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池裸电芯，包括阴极片、隔离膜和阳极片，所述隔离膜介于所述阴极片和所述阳极片之间；其特征在于，所述隔离膜为表面复合有由富锂物质组成的多孔结构层的复合隔离膜，且所述多孔结构层处于所述隔离膜与所述阳极片之间；

其制备方法包括如下步骤：

步骤1，复合隔离膜的制备：对富锂物质进行预处理，以得到至少一个面的毛刺/凸点的高度不超过(h-1)μm的多孔富锂层，之后将烘干后的隔离膜与富锂物质的预处理面复合，复合面压为0.01MPa～10MPa，得到复合隔离膜，其中，h为隔离膜的厚度；

步骤2，待化成电芯的制备：将步骤1得到的复合隔离膜与烘干后的阴极片、阳极片组装得到裸电芯，其中，多孔富锂层介于阳极片与隔离膜之间，入壳/袋后注入电解液，静置；

步骤3，SEI膜的生成：对步骤2得到的经电解液充分浸润的电芯进行化成，化成温度为10℃～90℃，充电电流为0.01C～5C，化成时对电芯施加的压力为0～0.5MPa，充电SOC为3％～90％；

步骤4，嵌锂：对步骤3得到的电芯施加0.5MPa～5.0MPa的面压，使得富锂物质层与形成SEI膜后的阳极片的表面充分接触，以形成电子通道，由于富锂物质层与阳极之间存在电势差，富锂物质层中的锂将自发的向阳极活性物质层中嵌入，最终实现补锂效果；

步骤5，成品电芯的制作：将步骤4制得的电芯进行整形、除气制得成品电芯。

2.一种权利要求1所述的锂离子电池裸电芯，其特征在于：所述阴极片由含有阴极活性物质的阴极涂层和阴极集流体组成；所述阳极片由含有阳极活性物质的阳极涂层和阳极集流体组成；所述富锂物质为能够为电极补锂提供锂源的物质，包括锂粉、锂粉浆料、锂带、富锂有机物中至少一种。

3.一种权利要求2所述的锂离子电池裸电芯，其特征在于：所述阴极活性物质包括锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂铁氧化物、锂钒氧化物、硫或硫化物、三元或多元复合化合物和聚阴离子阴极材料中的至少一种；所述阳极活性物质包括碳材料、含碳化合物中的至少一种。

4.一种权利要求1所述锂离子电池裸电芯，其特征在于：所述隔离膜为具有多孔结构的、离子导通电子绝缘的自支撑膜，包括聚丙烯、聚乙烯、共聚乙丙烯、聚乙烯醋酸乙烯酯共聚物、聚偏氟乙烯、共聚氟乙丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺中的一种或几种；其厚度h为2μm～50μm。

5.一种权利要求1所述锂离子电池裸电芯，其特征在于：所述多孔结构层的等效孔直径不超过4cm；两孔边缘之间的连续富锂层宽度不超过4cm。

6.一种权利要求5所述锂离子电池裸电芯，其特征在于：所述多孔结构层的等效孔直径不超过2cm；两孔边缘之间的连续富锂层宽度不超过2cm。

7.一种权利要求1所述锂离子电池裸电芯，其特征在于：将所述隔离膜与所述多孔结构层进行复合时，复合力为0.01MPa～10MPa；所述复合方式为隔离膜单面复合或双面复合。

8.一种权利要求1所述锂离子电池裸电芯，其特征在于：所述复合隔离膜中，隔离膜无被富锂层刺穿区域或被富锂层刺穿点，且隔离膜上被富锂层刺伤区域或被富锂层刺伤点的最大深度不大于(h-1)μm；所述隔离膜的复合有富锂物质的一侧设置有陶瓷涂层、PVDF涂层或者陶瓷-PVDF涂层。

9.一种权利要求1所述的的锂离子电池裸电芯，其特征在于，步骤1中，对所述富锂物质进行预处理，以得到至少一个面毛刺/凸点的高度不超过(h-2)μm的多孔富锂层，复合时的面压为0.1MPa～3MPa；步骤4对电芯施加面压为0.5MPa～2.0MPa，温度为20℃～100℃，时间为10min～48h。