[发明专利]一种集流体及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明公开了一种集流体及其制备方法和锂离子电池。所述集流体包括基底层，位于所述基底层上的补锂层，以及位于所述补锂层上的导电保护层。所述制备方法包括：(1)在基体层上沉积补锂层；(2)在步骤(1)所述补锂层上制备导电保护层，得到所述集流体。本发明提供的集流体具有补锂功能，且可以实现精确补锂，还可以减少集流体的重量。本发明提供的集流体可以提高使用此处集流体的离子电池的能量密度，并提高安全性。

技术领域

本发明属于能量存储技术领域，涉及一种集流体及其制备方法和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。锂离子电池追求高能量密度，提高容量是提高能量密度的方法之一。

锂离子电池正负极材料的首次库伦效率都小于100％，造成了活性锂离子的不可逆的损失，比如负极形成SEI膜消耗锂离子，这就导致了容量的降低。

锂离子电池充放电循环中，都会由于消耗锂离子，而使锂离子电池在循环过程中，容量逐步衰减，而导致锂离子电池的报废。锂离子电池充放电循环中，消耗锂离子的因素包括：形成SEI膜而消耗锂离子、充放电循环中的副反应消耗锂离子以及活性材料结构塌陷导致参与充放循环的活性锂减少等，不同的锂离子电池体系导致锂离子的损耗程度不同。比如，为了提高锂离子电池能量密度，在锂电池负极材料中引入了金属硅或氧化亚硅等硅基负极材料作为复合负极材料，而由于硅基负极材料本身的结构特点以及化学特性，导致在锂离子电池充放电过程中，造成严重的锂离子损耗，致使锂离子电池的库伦效率降低，严重影响硅基负极材料在锂离子电池中的广泛应用。

CN108281664A公开了负极集流体、锂离子电池以及锂离子电池体系补锂方法。该方案负极集流体为指定厚度的锂铜合金箔材，所述锂铜合金中锂的质量百分比含量为1％至35％。该方案通过使用锂铜合金箔材作为负极集流体，以便在锂离子电池放电过程中析出锂离子进入锂离子电池的电解液中，以补充锂离子电池在充放电循环中对锂离子的损耗。该方法虽然能够起到一定补锂效果，但是难以实现精确补锂，可能会有一部分锂无法用于补锂。

CN109888192A公开了一种锂离子电池负极片补锂的方法、补锂负极片及锂离子电池。该方法中锂离子电池负极片补锂的方法，包括将负极片与碳酸氢锂溶液进行接触后干燥，得到补锂负极片；本发明还提供由所述补锂负极片制备得到的锂离子电池，所述锂离子电池是将所述补锂负极片、正极片、隔膜和电解液进行装配然后化成得到。该方法补锂效果有待提高，并且难以实现精确补锂。

CN108878974A公开了一种锂离子电池补锂电解液及补锂方法。其补锂方法包括步骤：将补锂电解液注入锂离子电池中，将锂离子电池预充至补锂电压，来对负极补锂并控制补锂量，待补锂反应完成后，除去剩余补锂电解液，重新注入常规电解液，随后对电池进行预充化成工序。该方法比较繁琐，对电解液性能可能产生影响，并且对提高电池安全性没有任何帮助。

但是上述补锂方法均存在着补锂不精确，或者对提高电池安全性没有任何帮助。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种集流体及其制备方法和锂离子电池。本发明提供的集流体具有补锂功能，且可以实现精确补锂，安全性高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种集流体，所述集流体包括基底层，位于所述基底层上的补锂层，以及位于所述补锂层上的导电保护层。