[发明专利]一种锂离子电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锂离子电池及其制备方法，所述锂离子电池包括贫锂正极极片和改性负极极片；其中所述改性负极极片包括金属锂带，本发明所述改性负极极片采用金属锂带进行补锂，抵消化成过程中形成SEI膜对正极锂源消耗的同时，补充正极贫锂正极极片中的锂，解决了普通设备无法将锂带压至2‑8μm，从而无法实现均匀补锂的问题。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，涉及一种锂离子电池及其制备方法。

背景技术

锂离子二次电池由于其输出电压高、循环性能好、能量密度高以及环境友好性而被广泛的应用。随着化石能源的日益减少和全球环保意识的高涨，新能源电动车被认为是未来替代燃油车的最佳选择。在保证电池安全性能、倍率性能、循环性能需求的同时，更高的能量密度是未来新能源车能大举进入市场取代燃油车的关键。

电池能量密度的影响因素有很多，其中，首次充电过程负极活性物质表面生成的固态电解质界面膜(SEI)是造成电池能量密度下降的重要原因，因为SEI膜的生成需要消耗正极活性物质中的锂源从而导致电芯容量损失、首效降低，这在以硅/锡合金材料为活性物质的负极片中表现得尤为明显，与此同时，SEI膜又有着稳定电芯系统保护负极活性物质的作用，因此，厚度适中、均匀负载的SEI膜不可或缺。

CN108417814A公开了一种有机锂盐预锂化的锂电池负极材料及制备方法，其通过锂源与含有羟基和腈基的有机溶剂反应得到富锂有机物，再通过富锂有机物对负极材料进行包覆，得到有机锂盐预锂化的锂电池负极材料，其通过负极表面的富锂有机物氧化脱落重构为SEI膜，降低正极材料中锂源的消耗，但是由于锂离子密度低，难以在有机溶液中均匀分散，同时由于锂金属活性很高，很容易被有机溶液中的水分氧化，所以实际补锂效果不佳，同时存在较高的安全风险，难以实现工业化生产。

CN109546226A公开了一种锂离子电池负极预锂化方法及锂离子电池，其在封口前使用锂源Li₅FeO₄对负极进行预化成，使负极提前生成SEI膜并预留少量锂在负极中，提高电池首次放电效率，从而提高容量，但是其同样补锂效果不佳，且存在较高的安全风险，难以实现工业化生产。

目前负极预锂化已经实现工业化应用的方法一般为锂带补锂，将一定厚度的金属锂带通过辊压的方式覆在负极片活性物质涂层表面，之后进行叠片或卷绕，进而组装注液；在覆锂和电解液接触后锂带部分由周边向中心位置溶解。然而该方法对锂带的厚度要求极高，一般在2-8μm左右，过厚则会有大量的锂枝晶析出在负极表面，产生安全隐患，但针对于这种微米级的金属锂带，国内基本没有企业能做到稳定量产，且成本极高。

因此，开发一种成本较低且安全性高的预锂化锂离子电池是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池及其制备方法，所述锂离子电池包括贫锂正极极片和改性负极极片；其中，所述改性负极极片包括负极极片以及位于所述负极极片表面至少一面的改性层，所述改性层包括锂带，本发明所述改性负极极片采用金属锂带进行补锂，抵消化成过程中形成SEI膜对正极锂源消耗的同时，补充正极贫锂正极极片中的锂，解决了普通设备无法将锂带压至2-8μm，从而无法实现均匀补锂的问题。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括贫锂正极极片和改性负极极片；其中，所述改性负极极片包括负极极片以及位于所述负极极片表面至少一面的改性层，所述改性层包括锂带。

本发明的锂离子电池通过采用贫锂正极极片代替正常配比的正极极片，并配合改性负极极片进行补锂，负极表面的过量补锂一部分由SEI膜进行消耗，另一部分通过初期循环的脱嵌补充给正极的贫锂活性物质，即可通过正极主材进行补锂厚度的调节。

优选地，所述贫锂正极极片包括贫锂正极材料。