[发明专利]锂离子二次电池及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子二次电池，包括：电芯；电解液，浸渍电芯；以及包装壳；

其中，电芯包括：

负极片，包括负极集流体以及设置在负极集流体的表面且含有负极活性物质的负极膜片；

正极片，包括正极集流体以及设置在正极集流体的表面且含有正极活性物质的正极膜片；以及

隔离膜，间隔于相邻负极片和正极片之间；

其特征在于，

所述负极片为预嵌锂的负极片，负极活性物质为碳基负极材料，且所述碳基负极材料与负极片中预嵌入的锂金属锂化形成预嵌锂化合物LiC_x，x＝12～150；

单位面积负极活性物质容量/单位面积正极活性物质容量＝1.2～2.1；

单位面积负极活性物质容量/(单位面积正极活性物质容量+单位面积负极膜片中预嵌锂化合物LiC_x可脱嵌的活性锂量)≥1.10；

单位面积负极膜片中预嵌锂化合物LiC_x可脱嵌的活性锂量＝单位面积正极膜片可脱嵌的活性锂量+单位面积负极膜片可脱嵌的活性锂量-单位面积正极膜片可嵌入的活性锂量；

所述单位面积正极膜片可脱嵌的活性锂量、所述单位面积正极膜片可嵌入的活性锂量以及所述单位面积负极膜片可脱嵌的活性锂量通过下述方法测试得到：

将锂离子二次电池完全放电后拆解得到正极片、负极片，并分别裁切出单位面积的正极片和单位面积的负极片进行下述测试：

将单位面积的正极片与单位面积的锂金属片组成扣式半电池，以不大于0.1C倍率满充，得到充电容量，即为单位面积正极膜片可脱嵌的活性锂量；之后将扣式半电池静置一段时间，再以不大于0.1C倍率满放，得到放电容量，即为单位面积正极膜片可嵌入的活性锂量；

将单位面积的负极片与单位面积的锂金属片组成扣式半电池，以不大于0.1C倍率满充，得到充电容量，即为单位面积负极膜片可脱嵌的活性锂量。

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述碳基负极材料选自天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球、纳米碳、碳纤维中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述碳基负极材料选自天然石墨、人造石墨或二者的混合物。

4.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述正极活性物质选自锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、橄榄石结构的含锂磷酸盐中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述正极活性物质为橄榄石结构的含锂磷酸盐。

6.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，预嵌锂化合物LiC_x中x＝12～50。

7.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，单位面积负极活性物质容量/单位面积正极活性物质容量＝1.3～2.1。

8.一种锂离子二次电池的制备方法，用于制备权利要求1-7中任一项所述的锂离子二次电池，其特征在于，包括步骤：

在正极集流体的表面涂覆正极浆料，干燥后，得到正极片；

在负极集流体的表面涂覆负极浆料，干燥后，再在负极膜片的表面设置一层金属锂，之后与隔离膜、正极片组装成电芯；

将电芯置于包装壳中，注入电解液并封装，金属锂在电解液作用下与负极活性物质中的碳基负极材料锂化转变为预嵌锂化合物LiC_x，之后再经过预充化成，得到成品锂离子二次电池。

9.根据权利要求8所述的锂离子二次电池的制备方法，其特征在于，所述金属锂的重量为所述负极膜片的总重量的0.5％～5％。

10.根据权利要求8所述的锂离子二次电池的制备方法，其特征在于，金属锂的形式选自锂粉、锂锭、锂片中的一种或几种。