[實用新型]一種預鋰化極片以及鋰離子電池

有效

• 申請號: 202022100064.2
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN214012972U
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 臧偉;龍國斌;蔡春亮
• 申請（專利權）人: 深圳市鐳煜科技有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139;H01M4/04;H01M4/66;H01M10/42;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市深可信專利代理有限公司 44599
• 代理人: 劉昌剛

本實用新型公開了一種預鋰化極片以及鋰離子電池，涉及鋰離子電池技術領域；包括薄膜基材、金屬層、活性材料層以及補鋰區；所述的薄膜基材的上表面和下表面均鍍有金屬層，所述金屬層的外表面上貼附有活性材料層，且活性材料層上陣列分布有貫穿的通孔，所述的補鋰區設置在活性材料層的通孔內，且補鋰區與金屬層的外表面相接觸；本實用新型的有益效果是：安全性能更高，還能夠為鋰電池提供遠遠不斷的鋰源，實現了安全與能量密度的完美平衡。

技術領域

本實用新型涉及鋰離子電池技術領域，更具體的說，本實用新型涉及一種預鋰化極片以及鋰離子電池。

背景技術

由于在聚合物鋰電池的首次充電過程中，有機電解液會在石墨等負極表面還原分解，形成固體電解質相界面(SEI)膜，永久地消耗大量來自正極的鋰，造成首次循環的庫侖效率(ICE)偏低，降低了聚合物鋰電池的容量和能量密度。為了解決這個問題，人們開始研究預鋰化技術，經過人們不斷的研究，目前預鋰化工藝主要包括以下四種，電化學預鋰化法、化學預鋰化法、金屬鋰貼片法以及穩定的金屬鋰粉末法。

現有采用這些方法的工藝能夠實現給鋰離子電池補鋰的功能，但是由于工藝自身的缺陷，不能夠實現對于鋰離子電池的連續補鋰，在安全性能和強度方面也不太好。

實用新型內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種預鋰化極片以及鋰離子電池，以解決現有技術中補鋰極片不能夠實現持續補鋰、安全性能及強度不夠的問題。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種預鋰化極片，其改進之處在于：包括薄膜基材、金屬層、活性材料層以及補鋰區；

所述的薄膜基材的上表面和下表面均鍍有金屬層，所述金屬層的外表面上貼附有活性材料層，且活性材料層上陣列分布有貫穿的通孔，所述的補鋰區設置在活性材料層的通孔內，且補鋰區與金屬層的外表面相接觸。

進一步的，所述的補鋰區呈長方形，且長方形的長度為相鄰補鋰區間距的三倍以上。

進一步的，所述補鋰區的長度為100nm，寬度為30nm，相鄰補鋰區的間距為20-30nm。

進一步的，所述活性材料層與補鋰區的厚度相同，為50-100nm。

進一步的，所述活性材料區和補鋰區的外表面設置有保護層，該保護層的材質為多孔納米氧化鋯。

進一步的，所述保護層的厚度為1-2μm。

進一步的，所述的補鋰區的材質為金屬鋰。

進一步的，所述薄膜基材的材質為PP、PE或者PET。

進一步的，所述薄膜基材的厚度為3-4μm。

進一步的，所述的金屬層為銅層，且金屬層的厚度為600-1000nm。

另外，本實用新型還提供了一種鋰離子電池，其改進之處在于，該鋰離子電池的負極片為上述的預鋰化極片。

本實用新型的有益效果是：相較于傳統通過靜電控制的方式噴灑Li粉和在負極表面覆蓋一層薄Li箔的方式進行補鋰的方式以及直接將金屬鋰當作負極的鋰電池的方法，本實用新型的鋰離子電池安全性能更高，還能夠為鋰電池提供豐富的鋰源，實現了安全與能量密度的完美平衡，并且采用本實用新型的這種活性材料區和補鋰區間隔設置以及補鋰區表面涂敷上多孔納米氧化鋯的方式，也極大的提高了極片的強度。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種預鋰化極片的制備方法的流程示意圖。

圖2為本實用新型的金屬薄膜涂布活性材料漿液后的結構示意圖。

圖3為本實用新型的三明治形狀薄膜的剖面示意圖。

圖4為本實用新型的金屬鋰層成型后的結構示意圖。