[发明专利]一种锂离子电池及其电化学预锂方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池及其电化学预锂方法。本发明电化学预锂方法，包括以下步骤：1)将负极极片、隔膜和正极极片通过叠片方式制成电芯；2)采用电化学预锂方式，将所述电芯中的所述负极极片的极耳与锂源直接连接，即完成锂离子电池的电化学预锂。本发明还提供了上述的电化学预锂方法预锂得到的锂离子电池。本发明采用多孔锂和凹槽锂增加锂与电解液接触面积，加速锂带消耗提高电化学预锂速率，提高电化学预锂量；锂源放置在电芯侧面是为了减少锂离子迁移距离，让锂离子分布更均匀，提高一致性。

技术领域

本发明属于电芯预锂领域，涉及一种锂离子电池及其电化学预锂方法。

背景技术

近年来，随着人们对高能量密度电芯的追求，科研人员不断寻求多种路径，包括新型负极材料开发，新型电芯设计，新型技术引入。其中，预锂化技术逐渐收到人们的青睐，已摸索出多种预锂方式。而，比较有代表性的是压延预锂、锂粉预锂、预锂化剂等；压延预锂对设备精度要求较高，锂层厚度要求精确到几个微米，电芯成本提升较大；锂粉预锂采用SLMP，在压延过程中加入，对环境管控非常严格，而且锂粉质量轻，在空气中扩散剧烈易造成安全隐患；预锂化剂，在合浆过程中加入，几乎不会对现有工艺进行改动，但是本身残碱较高导致合浆困难，而且容量发挥后的残留物几乎绝缘，对电芯综合电性能产生影响。如何寻求一种对设备精度要求低、安全性能高、对产线改动少、成本增加少、性能提升高的一种预锂技术，迫在眉睫。

电化学预锂，原理为在电解液介质中，由于电位的差别，锂离子会源源不断的从锂金属脱落逐渐嵌入负极中。这样一来，锂离子就会提前占据负极空位并形成SEI膜，而正极中的锂离子没有任何消耗。但是，传统的电化学预锂存在预锂速率慢、预锂后锂离子分布不均匀、预锂后电芯一致性差等问题。针对此类问题，亟需提供一种新的预锂工艺及锂离子电池。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池及其电化学预锂方法。本发明以电化学预锂技术为基础，基于该技术进行预锂速率的优化，解决了传统电化学预锂存在的预锂效果差等问题；本发明能大幅度提升电化学预锂速率，同时锂离子分布均匀，而且预锂后的电芯一致性较好，易于成组。

本发明提供了一种电化学预锂方法，包括以下步骤：

1)将负极极片、隔膜和正极极片通过叠片方式制成电芯；

2)采用电化学预锂方式，将所述电芯中的所述负极极片的极耳与锂源直接连接，即完成锂离子电池的电化学预锂。

上述的方法中，所述锂源位于所述电芯的平行面和/或侧面。

本发明中，所述电芯的平行面或侧面为本领域技术人员公知的常识；具体地，所述电芯的平行面指的是与所述电芯中负极极片或正极极片平行的面，所述电芯的侧面指的是所述电芯除去两端与负极极片或正极极片垂直的面。

上述的方法中，所述锂源为锂金属和/或负载锂金属的材料。

上述的方法中，所述锂源为多孔金属锂或负载在PET膜凹槽中的锂。

上述的方法中，所述多孔金属锂为如下a1)-d1)中至少一种：

a1)泡沫铜氧化后负载Li；

b1)泡沫铜镀银后负载Li；

c1)三维铜氧化后负载Li；

d1)三维铜镀银后负载Li；

所述负载在PET膜凹槽中的锂是对PET膜进行处理后，再将锂铜复合带嵌入凹槽中制成。

上述的方法中，所述泡沫铜的孔径为1～4mm；

所述三维铜的孔径为200～800μm。

上述的方法中，所述电芯为超窄极片电芯；