[實(shí)用新型]鋰離子電池結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020732832.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN211907608U
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳田;馬福元;趙宇;成城;熊興海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江浙能技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0525
• 分類號(hào): H01M10/0525;H01M4/13;H01M4/139;H01M10/0587;H01M10/42
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池結(jié)構(gòu)，包括：電芯和富含鋰離子的電解液；所述電芯由隔膜、負(fù)極極片和正極極片按照隔膜、負(fù)極極片、隔膜、正極極片的順序卷繞形成；所述富含鋰離子的電解液注入到電芯中；負(fù)極極片由集流體、集流體上涂覆有活性物質(zhì)的涂覆區(qū)、未涂覆活性物質(zhì)的集流體留白區(qū)和尾部補(bǔ)鋰區(qū)構(gòu)成。本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型在負(fù)極極片集流體上設(shè)有涂覆區(qū)，負(fù)極極片的集流體留白區(qū)和含鋰材料相結(jié)合形成尾部補(bǔ)鋰區(qū)，通過電解液實(shí)現(xiàn)補(bǔ)鋰；避免了高活性鋰源與負(fù)極直接接觸所造成的熱量積累，同時(shí)和現(xiàn)有的鋰離子電池制備工藝兼容性好、效率高、無安全性問題，適合產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

為了滿足未來大規(guī)模電動(dòng)汽車應(yīng)用需求，下一代鋰離子電池技術(shù)需要具備更高的能量密度，電池電極材料由于中間相固體電解質(zhì)SEI的膜形成導(dǎo)致首次循環(huán)過程中大量的活性鋰的損失，正是源于正極材料中活性鋰的不可逆損失降低了鋰離子電池的首次效率，同時(shí)也永久地降低鋰離子電池的可用能量。因此，如果能額外在負(fù)極材料中補(bǔ)償正極材料首次充電過程中損耗的活性鋰，就能大幅度提高鋰離子電池的能量密度。

迄今為止，負(fù)極補(bǔ)鋰技術(shù)是現(xiàn)有補(bǔ)鋰工藝中產(chǎn)業(yè)化速度最快、技術(shù)成熟度最高，主要是在負(fù)極材料中添加金屬鋰粉和壓鋰帶的方式補(bǔ)鋰。例如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210237240的專利采用特殊處理的金屬鋰粉吸附在極片上，然后進(jìn)過冷壓等后續(xù)工藝使金屬鋰直接與電極材料反應(yīng)的方式補(bǔ)鋰。但金屬鋰粉補(bǔ)鋰工藝在實(shí)際操作過程中需要高精度的設(shè)備、補(bǔ)鋰量監(jiān)測(cè)困難、懸浮在空氣中鋰粉可能會(huì)引起爆炸等風(fēng)險(xiǎn)。CN201610015441專利公開了一種負(fù)極極片補(bǔ)鋰方法及系統(tǒng)，該發(fā)明將昂貴的超薄金屬鋰帶在正負(fù)極片卷繞之前將負(fù)極極片和金屬鋰帶輥壓進(jìn)行接觸補(bǔ)鋰，生產(chǎn)效率較高，但是由于高活性的超薄金屬鋰帶與負(fù)極極片在輥壓過程中易產(chǎn)生熱量積累，同時(shí)由于金屬鋰帶輥壓容易導(dǎo)致較高的延展，大大增加了設(shè)備的操作精度和實(shí)際卷繞過程補(bǔ)鋰量的監(jiān)控的難度。

另外一種常見的補(bǔ)鋰方式是在電芯生產(chǎn)前增加一步補(bǔ)鋰工藝，在正負(fù)極之間或者電芯外部加入金屬鋰或者高容量含鋰氧化物電極，在電池注液后，將第三電極負(fù)極組成回路，通過充放電實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)極的補(bǔ)鋰。例如CN201610807837專利提出在正負(fù)極之間增加一層隔膜然后在隔膜之間增加金屬鋰作為第三電極，但是這種方式會(huì)引起正負(fù)極之間阻抗的增加，隔膜用膜量的增加，因此實(shí)用性不強(qiáng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種鋰離子電池結(jié)構(gòu)。

這種鋰離子電池結(jié)構(gòu)，包括：電芯和富含鋰離子的電解液；所述電芯由隔膜、負(fù)極極片和正極極片按照隔膜、負(fù)極極片、隔膜、正極極片的順序卷繞形成；所述富含鋰離子的電解液注入到電芯中；

所述負(fù)極極片由集流體、集流體上涂覆有活性物質(zhì)的涂覆區(qū)、未涂覆活性物質(zhì)的集流體留白區(qū)和尾部補(bǔ)鋰區(qū)構(gòu)成；

所述正極極片由集流體和涂覆于集流體上的活性物質(zhì)組成；

所述尾部補(bǔ)鋰區(qū)為負(fù)極極片中集流體留白區(qū)與含鋰材料的結(jié)合。

作為優(yōu)選，所述負(fù)極極片在集流體尾部的正面設(shè)有集流體留白區(qū)，反面不含集流體留白區(qū)；所述負(fù)極極片中集流體留白區(qū)、尾部補(bǔ)鋰區(qū)和涂覆區(qū)在整個(gè)集流體上所占面積的比例分別為：0％～50％，0％～50％，50～100％；

所述負(fù)極極片中集流體留白區(qū)的長(zhǎng)度小于或者等于卷繞后卷芯最外一圈的長(zhǎng)度，所述電芯由1～4個(gè)卷芯組成；集流體留白區(qū)的寬度等于集流體的寬度。

作為優(yōu)選，所述負(fù)極極片中集流體留白區(qū)和含鋰材料相結(jié)合的方式為輥壓、噴涂或涂覆。