[發(fā)明專利]一種鋰電池及其負(fù)極、電芯、負(fù)極電壓監(jiān)控方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410115210.5
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN104953087B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任佳楠
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)想（北京）有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M10/052;G01R19/00;H01M10/42
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本發(fā)明公開了一種鋰電池及其負(fù)極、電芯、負(fù)極電壓監(jiān)控方法，所述負(fù)極包括：負(fù)極集流體；涂覆在所述負(fù)極集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)和負(fù)極電壓標(biāo)識介質(zhì)；其中，所述負(fù)極電壓標(biāo)識介質(zhì)在負(fù)極電壓小于安全電壓時發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，所述安全電壓為負(fù)極相對于Li⁺/Li的電壓。以所述負(fù)極電壓標(biāo)識介質(zhì)的電化學(xué)反應(yīng)的電壓作為充電時負(fù)極的截止電壓，當(dāng)發(fā)生所述電化學(xué)反應(yīng)時，則停止充電，采用發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的相對于Li⁺/Li的電位接近0V的負(fù)極電壓標(biāo)識介質(zhì)，通過監(jiān)控所述負(fù)極電壓標(biāo)識介質(zhì)的電化學(xué)反應(yīng)即可準(zhǔn)確控制鋰電池的充電的停止時間，從而可保證在防止負(fù)極析鋰問題的同時保證鋰電池具有較高的能量密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蓄電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種鋰電池及其負(fù)極、電芯、負(fù)極電壓監(jiān)控方法。

背景技術(shù)

本部分旨在為權(quán)利要求書中陳述的本申請的實(shí)施方式提供背景或上下文。此處的描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已經(jīng)想到或者已經(jīng)探究的概念。因此，除非在此指出，否則在本部分中描述的內(nèi)容對于本申請的說明書和權(quán)利要求書而言不是現(xiàn)有技術(shù)，并且并不因?yàn)榘ㄔ诒静糠种芯统姓J(rèn)是現(xiàn)有技術(shù)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，具有能力高、可靠性高和加工制作工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)的鋰電池越來越受到電池制造者以及使用者的青睞，被廣泛的應(yīng)用于各種便攜式電子設(shè)備中。

鋰電池主要包括：正極、負(fù)極、隔膜以及電解液，正極與負(fù)極相對設(shè)置，隔膜設(shè)置在正極與負(fù)極之間，三者構(gòu)成電池的電芯，通過封裝并灌注電解液后形成可循環(huán)充放電使用的鋰電池。

鋰電池在充電過程中需要保持負(fù)極電位相對于Li⁺/Li的電位在0V以上，因?yàn)橐坏┴?fù)極電位到達(dá)0V就會在電極表面析鋰，從而降低電池的使用壽命，甚至引發(fā)電池內(nèi)部短路等安全問題。

但是，在防止負(fù)極片析鋰的同時，還需要負(fù)極電位盡可能的接近0V，以便于提高電池的能量密度。因此，如何準(zhǔn)確控制鋰電池的充電停止時間，實(shí)現(xiàn)在防止負(fù)極析鋰問題的同時保證鋰電池具有較高的能量密度是鋰電池行業(yè)中一個亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鋰電池及其負(fù)極、電芯、負(fù)極電壓監(jiān)控方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種鋰電池的負(fù)極，該鋰電池的負(fù)極包括：

負(fù)極集流體；

涂覆在所述負(fù)極集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)和負(fù)極電壓標(biāo)識介質(zhì)；

其中，所述負(fù)極電壓標(biāo)識介質(zhì)在負(fù)極電壓小于安全電壓時發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，所述安全電壓為負(fù)極相對于Li⁺/Li的電壓。

優(yōu)選的，在上述鋰電子的負(fù)極中，所述安全電壓大于零，且不大于100mV。

優(yōu)選的，在上述鋰電子的負(fù)極中，所述負(fù)極電壓標(biāo)識介質(zhì)為硅、碳納米管、或金屬氧化物。

優(yōu)選的，在上述鋰電子的負(fù)極中，所述負(fù)極活性物質(zhì)包括：天然石墨、人造石墨、石墨烯、焦炭、軟碳、硬碳、碳纖維以及鈦酸鋰中的一種或是多種。

優(yōu)選的，在上述鋰電子的負(fù)極中，所述負(fù)極集流體為銅箔。

本發(fā)明還提供了一種鋰電池的電芯，該鋰電池的電芯包括：

相對設(shè)置的正極以及負(fù)極；

設(shè)置在所述正極與所述負(fù)極之間的隔膜；

其中，所述負(fù)極為上述任一種實(shí)施方式所述的負(fù)極。

優(yōu)選的，在上述鋰電池的電芯中，所述電芯為所述正極、隔膜以及負(fù)極依次敷設(shè)后通過卷繞方式形成的卷繞結(jié)構(gòu)的電芯。