[发明专利]一种锂离子电池

说明书

本发明提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括交错层叠设置的负极片和正极片，负极片包括一个或两个补锂负极片，补锂负极片位于锂离子电池的最外层，包括负极集流体、负极活性层和锂源层，负极活性层和锂源层分别设置在负极集流体的相对两面，锂源层位于负极集流体背离正极片的一面。本发明所提供的锂离子电池补锂效果好，具有高首效和能量密度，循环性能优异，安全性高。

技术领域

本发明属于电池领域，涉及一种锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有较长的循环寿命以及环境友好等优点，被大量应用在手机、笔记本电脑等便携式电子产品和新能源汽车上。发展新能源汽车可以有效缓解能源与环境问题，而动力电池是解决纯电动汽车“里程焦虑”的关键因素，因此通过提高锂离子电池的首次充放电效率进而得到高能量密度和长循环寿命的的动力电池研究是如今新能源汽车领域至关重要的一环。

鉴于此种情况，目前多采用补锂法解决上述问题，提高锂离子电池的首次充放电效率、提升电池能量密度及循环寿命。前有报道的补锂手段大致可分为正极补锂和负极补锂。

对于正极补锂，主要是通过将富锂的正极材料，包括Li₅FeO₄、Li₂HBN、LiAlO₂、Li₃AsO₄、Li₃BO₃、Li₂CO₃、Li₂GeO₃、Li₃PO₄、Li₂SO₄、Li₂SeO₄、草酸锂、酮丙二酸锂、二酮琥珀酸锂、三酮戊二酸锂等添加到正极片中进行补锂。对于负极补锂，主要是采用单质锂源，通过电化学预嵌锂、内部短路、外部短路等方式实现对负极的补锂。

以上补锂方式中，正极补锂法采用牺牲性的锂盐和正极活性材料一起涂成正极片，首次循环后剩余锂盐部分会失去活性成为无效组成部分，在正极片中会阻碍锂离子和电子传输，还有部分以气体形式逸出或溶解在电解液中，在正极片中留下孔洞，影响锂离子和电子传输，无效成分不再对容量有贡献从而导致能量密度下降；负极补锂法单质锂补锂量难以控制，有析锂短路风险，而且补锂后也会在极片内部留下很多空穴，或是使极片表面变得凹凸不平，不仅降低了压实密度，阻抗也会变大，影响电芯的电化学性能。

因此，开发一种操作方便、安全高效、补锂效率高的补锂方法是行业中亟待解决的问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种锂离子电池，通过对该锂离子电池的组成进行调整，能够有效补充锂离子电池在应用过程中的锂损失，使锂离子电池的首效、能量密度和循环性能得到改善。

本发明提供一种锂离子电池，包括层叠设置的负极片和正极片，负极片包括一个或两个补锂负极片，补锂负极片位于锂离子电池的最外层，补锂负极片包括负极集流体、负极活性层和锂源层，负极活性层和锂源层分别设置在负极集流体的两面，锂源层位于负极集流体背离正极片的一面。

本发明中，层叠设置的负极片和正极片是指电池为负正相邻的状态，每对相邻的正负极片之间都有隔膜阻挡，内置有电解液。本发明不限定正极片和负极片的个数，正极片或负极片的个数可以各自为一个或多个，具体的正负极片数目可根据电池的设计容量而定。其中，负极片包括补锂负极片和非补锂负极片，补锂负极片位于电池的最外层并且仅与一个正极片相邻，除补锂负极片外的负极片均为非补锂负极片。

上述补锂负极片包括负极集流体、负极活性层和锂源层，负极活性层和锂源层分别设置在集流体相对的两个功能表面上(本发明的功能表面是指集流体面积最大的两个面，其用于进行功能层的涂覆)，其中，锂源层设置在集流体的远离正极片的功能表面，该锂源层为含有金属锂的涂层。