[发明专利]卷绕式电芯、锂离子二次电池及负极极片

说明书

本发明公开了一种卷绕式电芯、锂离子二次电池及负极极片，卷绕式电芯的负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体相对的两个表面上的负极活性物质层，负极活性物质层包括负极活性材料；其中，两个负极活性物质层分别在负极极片的长度方向上包括相继分布的孤对区活性物质层和相对区活性物质层，且两个孤对区活性物质层分设于负极极片的长度方向上的两端，在两个孤对区活性物质层中的一者或两者的表面设置有第一金属锂层，以在两个孤对区活性物质层中的一者或两者形成第一预嵌锂化合物。本发明提供的卷绕式电芯，使得锂离子二次电池能够同时兼顾较高的循环性能及存储性能。

本申请是2018年12月12日提交的、申请号为:201811519433.2、名称为：“卷绕式电芯、锂离子二次电池及负极极片”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种卷绕式电芯、锂离子二次电池及负极极片。

背景技术

考虑到生产效率及成本，锂离子二次电池中大多是正极极片、隔离膜及负极极片层叠设置，并经卷绕得到卷绕式电芯。采用连续涂布极片(如图1所示)的卷绕式电芯中，在负极极片卷绕的起始端及结束端，均不可避免的存在对侧无正极极片相对的孤对区。

理论研究和实际应用表明，在电池充放电循环过程中，会有少量从正极脱出的锂离子被负极孤对区接收；另外，在熵增的热力学驱动力作用下，嵌锂态负极极片的相对区与孤对区由于存在锂浓度差异而形成锂迁移，迁移到孤对区的锂离子被用于孤对区表面SEI(solid electrolyte interface，固体电解质界面)成膜消耗，或被永久封存于孤对区，都将不能再参与正负极之间的脱嵌反应而成为“死锂”，从而造成容量损失，恶化锂离子二次电池的循环性能及存储性能，而在高温(40℃以上)下的影响更为严重。

发明内容

本发明实施例提供一种卷绕式电芯、锂离子二次电池及负极极片，旨在减轻或消除可逆活性锂向孤对区活性物质层“死锂”的转化，提高锂离子二次电池的循环性能及存储性能。

本发明实施例第一方面提供一种卷绕式电芯，用于锂离子二次电池，卷绕式电芯的负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体相对的两个表面上的负极活性物质层，负极活性物质层包括负极活性材料；其中，两个负极活性物质层分别在负极极片的长度方向上包括相继分布的孤对区活性物质层和相对区活性物质层，且两个孤对区活性物质层分设于负极极片的长度方向上的两端，在两个孤对区活性物质层中的一者或两者的表面设置有第一金属锂层，以在两个孤对区活性物质层中的一者或两者形成第一预嵌锂化合物。

本发明实施例第二方面提供一种卷绕式电芯的制备方法，包括：

提供正极极片；

提供隔离膜；

在负极集流体相对的两个表面涂覆负极浆料，干燥、冷压后，得到负极活性物质层，得到负极极片，其中，所述负极活性物质层分别在所述负极极片的长度方向上包括相继分布的孤对区活性物质层和相对区活性物质层，且两个所述孤对区活性物质层分设于所述负极极片的长度方向上的两端，在两个所述孤对区活性物质层中的一者或两者的表面设置有第一金属锂层，以在两个所述孤对区活性物质层中的一者或两者形成第一预嵌锂化合物；

将所述正极极片、隔离膜及所述负极极片组装成卷绕式电芯。

本发明实施例第三方面提供一种锂离子二次电池，包括卷绕式电芯，电芯的负极极片包括负极集流体以及设置于负极集流体相对的两个表面上的负极活性物质层，负极活性物质层包括负极活性材料；其中，两个负极活性物质层分别在负极极片的长度方向上包括相继分布的孤对区活性物质层和相对区活性物质层，且两个孤对区活性物质层分设于负极极片的长度方向上的两端，两个孤对区活性物质层中的一者或两者包括第一预嵌锂化合物。