[发明专利]一种负极补锂极片及锂离子电池

说明书

本申请提供了一种补锂极片及锂离子电池。该补锂极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层；在负极活性材料层远离负极集流体的表面上呈阵列排布有若干补锂区；极片化成后，若干补锂区残留的补锂氧化层在负极活性材料层上的投影面积之和S₁与负极活性材料层的面积S₀的比值S₁/S₀为30％～99％。本申请所提供的补锂极片中，通过阵列排布的补锂区有效改善极片散热性及浸润电解液的性能，同时增加了电芯拐角间隙，为极片膨胀预留空间，提高电池的使用安全和稳定性。

技术领域

本申请涉及电池领域，尤其涉及一种负极补锂极片及锂离子电池。

背景技术

随着新能源汽车的普及，对锂离子动力电池的需求也日益增加；同时，对动力电池性能的要求也越来越高，不但要求电池既要有快速充电的能力，还要有较高的能量密度、较好的长循环性能和稳定性。

预补锂技术不仅可以弥补阳极的首效损失，还能提供额外的锂源，有助于提升锂离子电池的能量密度及循环性能。但是，极片补锂技术还有待于进一步改进和优化。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种负极补锂极片及锂离子电池，以提高极片补锂的效果。

为了达到上述目的，本申请的第一方面提供了一种负极补锂极片，包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层；所述负极活性材料层远离所述负极集流体的表面上呈阵列排布有若干补锂区；所述补锂极片浸润电解液后，若干补锂区残留的补锂氧化层在负极活性材料层上的投影面积之和S₁与负极活性材料层的面积S₀的比值S₁/S₀为30％～99％，优选为40％～98％。

本申请的第二方面提供了一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔于所述正极极片和所述负极极片之间的隔离膜、电解液，所述负极极片为本申请第一方面所提供的负极补锂极片。

相对于现有技术，本申请至少包括如下所述的有益效果：

1、本申请实施方式所提供的负极补锂极片中，呈阵列排布的若干补锂区非连续地分布于负极极片的活性材料层上，因而，在极片表面形成了间隔排布的补锂区和非补锂区。一方面，非补锂区提供了长程有序的通风通道，在补锂工艺过程中，可带走补锂材料与极片之间的反应热量，减小安全风险。另一方面，非补锂区的存在也有助于极片表面锂层的扩散，给锂离子的嵌入提供通道，使其在电解液中可以更快地浸润到极片表面。再一方面，补锂极片浸润电解液后，补锂区残留的补锂氧化层对锂离子传输有一定的不利影响，非补锂区的存在有助于减弱上述影响。

2、呈阵列排布的若干补锂区本身具备一定高度，可近似地看作为凸点，从而在裸电芯拐角处形成一定间隙，在电池循环过程中为极片的膨胀提供可使用的空间。一方面，可避免缓解极片膨胀引起的极片断裂、甚至刺穿隔离膜的安全风险。另一方面，也可保证拐角处的空气流通，利于散热，防止因为空气流通不畅导致卷绕后的补锂电芯拐角发黑的问题，从而提高补锂电池的锂利用率，最终改善电池的性能。

3、通过S₁/S₀比值的合理控制，确保了上述补锂效果的实现。当S₁/S₀在本申请所限定范围内时，活性物质与锂层反应热可控，不会因补锂区覆盖面积过大导致锂层与活性物质接触面积增加导致发热不可控；也不会因非补锂区面积过大导致化成界面出现未嵌入的锂层。非补锂区可提供大小合适的通道供空气流通，将活性物质与锂层发生反应的热量带走，降低极片温度；同时能够保证锂层在活性物质表面有效扩散，降低锂层无法完全嵌入活性物质层的风险。

具体实施方式

下面详细说明根据本申请的锂离子电池。