[發(fā)明專利]一種集流體及其制備方法和鋰離子電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910672322.3
• 申請(qǐng)日: 2019-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN110350202A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋賀;華秉楊;林沃榮;梁正峰;黃天翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇塔菲爾新能源科技股份有限公司;東莞塔菲爾新能源科技有限公司;深圳塔菲爾新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/66
• 分類號(hào): H01M4/66;H01M4/13;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明公開了一種集流體及其制備方法和鋰離子電池。所述集流體包括基底層，位于所述基底層上的補(bǔ)鋰層，以及位于所述補(bǔ)鋰層上的導(dǎo)電保護(hù)層。所述制備方法包括：(1)在基體層上沉積補(bǔ)鋰層；(2)在步驟(1)所述補(bǔ)鋰層上制備導(dǎo)電保護(hù)層，得到所述集流體。本發(fā)明提供的集流體具有補(bǔ)鋰功能，且可以實(shí)現(xiàn)精確補(bǔ)鋰，還可以減少集流體的重量。本發(fā)明提供的集流體可以提高使用此處集流體的離子電池的能量密度，并提高安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能量存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種集流體及其制備方法和鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池是一種二次電池(充電電池)，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中，Li⁺在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li⁺從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。鋰離子電池追求高能量密度，提高容量是提高能量密度的方法之一。

鋰離子電池正負(fù)極材料的首次庫(kù)倫效率都小于100％，造成了活性鋰離子的不可逆的損失，比如負(fù)極形成SEI膜消耗鋰離子，這就導(dǎo)致了容量的降低。

鋰離子電池充放電循環(huán)中，都會(huì)由于消耗鋰離子，而使鋰離子電池在循環(huán)過程中，容量逐步衰減，而導(dǎo)致鋰離子電池的報(bào)廢。鋰離子電池充放電循環(huán)中，消耗鋰離子的因素包括：形成SEI膜而消耗鋰離子、充放電循環(huán)中的副反應(yīng)消耗鋰離子以及活性材料結(jié)構(gòu)塌陷導(dǎo)致參與充放循環(huán)的活性鋰減少等，不同的鋰離子電池體系導(dǎo)致鋰離子的損耗程度不同。比如，為了提高鋰離子電池能量密度，在鋰電池負(fù)極材料中引入了金屬硅或氧化亞硅等硅基負(fù)極材料作為復(fù)合負(fù)極材料，而由于硅基負(fù)極材料本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及化學(xué)特性，導(dǎo)致在鋰離子電池充放電過程中，造成嚴(yán)重的鋰離子損耗，致使鋰離子電池的庫(kù)倫效率降低，嚴(yán)重影響硅基負(fù)極材料在鋰離子電池中的廣泛應(yīng)用。

CN108281664A公開了負(fù)極集流體、鋰離子電池以及鋰離子電池體系補(bǔ)鋰方法。該方案負(fù)極集流體為指定厚度的鋰銅合金箔材，所述鋰銅合金中鋰的質(zhì)量百分比含量為1％至35％。該方案通過使用鋰銅合金箔材作為負(fù)極集流體，以便在鋰離子電池放電過程中析出鋰離子進(jìn)入鋰離子電池的電解液中，以補(bǔ)充鋰離子電池在充放電循環(huán)中對(duì)鋰離子的損耗。該方法雖然能夠起到一定補(bǔ)鋰效果，但是難以實(shí)現(xiàn)精確補(bǔ)鋰，可能會(huì)有一部分鋰無法用于補(bǔ)鋰。

CN109888192A公開了一種鋰離子電池負(fù)極片補(bǔ)鋰的方法、補(bǔ)鋰負(fù)極片及鋰離子電池。該方法中鋰離子電池負(fù)極片補(bǔ)鋰的方法，包括將負(fù)極片與碳酸氫鋰溶液進(jìn)行接觸后干燥，得到補(bǔ)鋰負(fù)極片；本發(fā)明還提供由所述補(bǔ)鋰負(fù)極片制備得到的鋰離子電池，所述鋰離子電池是將所述補(bǔ)鋰負(fù)極片、正極片、隔膜和電解液進(jìn)行裝配然后化成得到。該方法補(bǔ)鋰效果有待提高，并且難以實(shí)現(xiàn)精確補(bǔ)鋰。

CN108878974A公開了一種鋰離子電池補(bǔ)鋰電解液及補(bǔ)鋰方法。其補(bǔ)鋰方法包括步驟：將補(bǔ)鋰電解液注入鋰離子電池中，將鋰離子電池預(yù)充至補(bǔ)鋰電壓，來對(duì)負(fù)極補(bǔ)鋰并控制補(bǔ)鋰量，待補(bǔ)鋰反應(yīng)完成后，除去剩余補(bǔ)鋰電解液，重新注入常規(guī)電解液，隨后對(duì)電池進(jìn)行預(yù)充化成工序。該方法比較繁瑣，對(duì)電解液性能可能產(chǎn)生影響，并且對(duì)提高電池安全性沒有任何幫助。

但是上述補(bǔ)鋰方法均存在著補(bǔ)鋰不精確，或者對(duì)提高電池安全性沒有任何幫助。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種集流體及其制備方法和鋰離子電池。本發(fā)明提供的集流體具有補(bǔ)鋰功能，且可以實(shí)現(xiàn)精確補(bǔ)鋰，安全性高。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種集流體，所述集流體包括基底層，位于所述基底層上的補(bǔ)鋰層，以及位于所述補(bǔ)鋰層上的導(dǎo)電保護(hù)層。