[发明专利]一种可补锂的锂离子电池正极极片和锂离子电池

说明书

本发明公开了一种可补锂的锂离子电池正极极片和含有此种正极极片的锂离子二次电池。此种正极极片在首次充电时可以提供锂源，从而起到补偿正极和负极形成SEI膜时锂的消耗，提升首次充放电效率和循环性能，也可以提升放电容量和能量密度，尤其适用于首次充放电效率较低的负极体系，例如：含有硅、硅合金、硅氧化物、或锡、锡合金、锡氧化物的负极体系。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池技术领域，具体涉及一种可补锂的锂离子电池正极极片

和含有此种正极极片的锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池有高电压、高能量密度等优点，被广泛应用于消费类电子产品、储能系统、动力系统的电源，提升锂离子电池的能量密度一直以来是产业界和学界最为关心的问题。

在电池的首次充电过程中，正负极表面形成表面固体电解质膜(SEI膜)会消耗锂，将锂不可逆的固化为锂的碳酸盐或者醇盐、酯盐等，从而造成可逆锂的损失，降低首次效率，降低电池放电容量。尤其是应用一些高容量的新型负极活性物质(硅、硅合金、硅氧化物、或锡、锡合金、锡氧化物等)时，其首次充电过程的容量损失表现的尤为明显。

为提升首次效率，弥补首次充电形成SEI膜的锂损失，现有的一种通行的方法是在正极或者负极极片添加补锂添加剂。例如申请公布号为CN102916164A和CN102916165A的专利文献，提出将有机锂的溶液作为补锂添加剂分别喷洒在正负极极片表面；又例如申请公布号为CN1290209C的专利文献提出将锂金属作为补锂添加剂与负极材料一起混合匀浆涂覆；再例如申请公开号为CN1830110A的专利文献提出一种预锂化的方法，同样是将金属锂加入正极或负极材料，使正负极材料预锂化补偿锂离子损耗。

可以看到，现有技术主要使用了两种补锂添加剂，一种是金属锂，另一种是有机锂。使用金属锂时，对环境的干燥度要求高，粉末状的金属锂反应活性非常高、易燃、易飞溅，难以制造加工，在电池内部有可能残留锂金属，在后续使用中带来潜在危险；使用有机锂溶液时，可避免粉末带来的危险，但是有机锂往往活性更高，甚至往往需要在制成过程中使用惰性气氛保护而无法在空气中制造加工，同时对水分也非常敏感，与现有工艺难以兼容。

在很多现有研究中，部分过渡金属(如Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Cr等)的氧化物MO_x被作为锂离子电池的负极材料的潜在应用。其电化学反应原理与石墨的层间嵌锂/脱锂不同，也与硅、锡、锌等金属的合金化/非合金化过程不同，其反应原理如下：锂嵌入反应MO_x+2xLi→M+xLi₂O+xe^-的对锂电位一般在0～2V之间；锂脱出反应(即逆反应)M+xLi₂O+xe^-→MO_x+2xLi对锂电位一般在1～3V之间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可补锂的锂离子电池正极极片和含有此种正极极片的锂离子二次电池。