一种上下表面错位补锂的补锂负极和二次电池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种上下表面错位补锂的补锂负极和二次电池，该补锂负极包括中间位置的负极、以及附着在负极上下表面上错位的超薄锂条或锂合金条。采用上下表面错位补锂的补锂负极，解决了目前负极上下表面采用锂条对锂条补锂方式对负极补锂区和不补锂区厚度差异，沿用目前电池装配的工艺，电池比能量能提高10％左右。10％左右。10％左右。

【技术实现步骤摘要】
一种上下表面错位补锂的补锂负极和二次电池


[0001]本技术涉及储能
，尤其涉及一种可用于补锂电池的错位补锂的负极。

技术介绍

[0002]2025年动力电池的能量密度要达到400wh/kg。为了达到高的能量密度，一方面需要对电池的正负极进行改进，例如负极采用掺硅补锂的技术，正极采用三元材料、钴酸锂或磷酸铁锂组成电池。掺硅或氧化亚硅的负极存在首效低的问题，需要额外补充锂源来提高电池的首效，同时提升电池比能量。目前锂膜厚度最薄只能做到5um，对于低硅含量的负极或者石墨负极，需求的补锂量少一些，需要采用分条工艺对锂膜进行减薄处理来进行补锂；目前采用的补锂工艺是负极上下表面采用补锂锂条对准补锂锂条，不补锂区域对准不补锂区域的方式进行补锂，例如单条锂条厚度是5um，一片负极补完锂之后上下锂条累加的厚度为8um左右，采用此种工艺进行补锂存在补锂区和不补锂区厚度有8um左右的厚度差异，对电池的装配及测试有一定的影响，需要对现有的补锂方式进行改善。

技术实现思路

[0003]为寻找更合理的电池装配方案，本申请的专利技术人经研究发现，可以通过上下锂条错位的方式进行补锂来解决上下锂条对齐补锂方式带来的补锂区和不补锂区厚度差的问题，同样锂条厚度是5um，通过上下锂条错位的方式进行补锂可以将极片整体的厚度差控制在2um左右，这可以满足负极厚度公差的需求，可以批量化应用到电池中。
[0004]本技术的一个方面旨在提供一种上下表面错位补锂的补锂负极，其包括负极、以及附着在负极上下表面上的分条锂带或锂合金带，所述分条锂带或锂合金带具有在负极的长度方向上连续延伸的两条以上的锂条或锂合金条，在负极的宽度方向上、在相邻锂条或锂合金条之间具有间隙区，其中上下表面上的锂条或锂合金条彼此错位，使得一个表面上的锂条或锂合金条在负极上的正投影落入另一个表面上的锂条或锂合金条之间的间隙区在负极上的正投影的范围内。
[0005]可选地，所述分条锂带或锂合金带具有用于支撑锂条或锂合金条的基膜，所述基膜位于与极片相反的一侧。
[0006]可选地，锂条或锂合金条的厚度为1
‑
20um，优选1
‑
10um，更优选1
‑
5um；每条锂条或锂合金条的宽度为1
‑
8mm，间隙区的宽度为1
‑
8mm，间隙区的宽度大于或者等于每条锂条或锂合金条的宽度。优选每条锂条或锂合金条的宽度相等，每个间隙区的宽度也相等。更优选间隙区的宽度与每条锂条或锂合金条的宽度相等。
[0007]可选地，锂合金为金属锂与Ag、Al、Au、Ba、Be、Bi、C、Ca、Cd、Co、Cr、Cs、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、K、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nb、Ni、Pt、Pu、Rb、Rh、S、Se、Si、Sn、Sr、Ta、Te、Ti、Y、V、Zn、Zr、Pb、Pd、Sb和Cu中一种或多种的合金。
[0008]可选地，分条锂带或锂合金带通过粘性层将整面锂粘除部分区域制备。
[0009]可选地，粘性层成分为不干胶成分，包括丙烯酸类、橡胶基不干胶中的至少一种。
[0010]可选地，负极上下表面上分条锂带或锂合金带以错位方式为负极补锂，负极上表面为补锂的锂条或锂合金条的位置，对应的负极下表面正好为未补锂的锂条或锂合金条之间的间隙区域；负极上表面为未补锂间隙的区域，对应的负极下表面正好为补锂的锂条或锂合金条的位置。
[0011]可选地，分条锂带或锂合金带通过辊压方式错位复合到负极上下表面上，压力设置1
‑
10MPa。
[0012]可选地，负极包含的负极活性材料选自石墨材料、硅碳材料、石墨
‑
氧化亚硅材料、纳米硅材料、氧化亚硅材料和锡基材料中的至少一种。
[0013]可选地，负极包括集流体和位于集流体上下两侧的负极材料层。
[0014]可选地，集流体为金属箔，包括铜箔，厚度可以为4.5～10um。
[0015]可选地，负极材料层的厚度为30
‑
100um。
[0016]本技术的另一个方面提供一种二次电池，其包含上述补锂负极(去掉分条锂带或锂合金带的基膜)。
[0017]可选地，二次电池还包含正极/隔膜/电解液或者正极/固态电解质。
[0018]可选地，补锂负极可以直接做二次电池的负极使用，可以和正极/电解液/隔膜组装成液态二次电池；也可以和正极/固态电解质(含或不含电解液)组装成半固态或固态二次电池。
[0019]可选地，正极活性材料可以选自磷酸铁锂、钴酸锂、高镍三元材料(NCM镍钴锰三元或者NCA镍钴铝三元)等。
[0020]可选地，隔膜可以选自聚丙烯(PP)膜或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)三层复合膜，隔膜上可以带陶瓷涂层。
[0021]可选地，固态电解质可以选自硫化物固态电解质、氧化物固态电解质、聚合物固态电解质(例如聚环氧乙烷PEO、聚偏二氟乙烯PVDF、聚丙烯腈PAN等和锂盐组成)、硫化物固态电解质和聚合物混合电解质、氧化物固态电解质和聚合物混合电解质。
[0022]可选地，电解液选择酯类电解液或醚类电解液。
[0023]可选地，二次电池具有叠片或卷绕而成的结构。
[0024]本技术至少实现了以下有益效果之一：
[0025]1.本技术的补锂负极采用错位方式进行补锂，补完锂后负极厚度和原始负极的厚度相差不大，对电池组装及后续测试没有影响。
[0026]2.本技术的补锂负极比不补锂负极比能量可以提升10％左右
[0027]3.本技术的补锂负极可以通过卷对卷工艺批量化生产。
附图说明
[0028]图1为本技术的补锂负极的示意图，其中左图为负极上表面补锂的俯视图；右图为负极下表面补锂的俯视图。
[0029]图2为本技术的补锂负极的侧视图。
具体实施方式
[0030]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0031]图1为本技术的补锂负极的示意图，其中左图和右图分别显示了上下表面的补锂结构。图1中，在集流体1两侧的负极材料层2上分别用锂条(或锂合金条)3补锂，左图中负极上表面锂条3位置正好和右图中负极下表面不补锂位置对应，负极上表面不补锂的位置正好和负极下表面补锂的锂条3位置对应。图1中分条锂带或锂合金带的基膜已经去掉。
[0032]图2显示了本技术的补锂负极的侧视图，其中，由集流体1和位于其两侧的负极材料层2构成负极，负极的两个表面上用分条锂带或锂合金带补锂，分条锂带或锂合金带包括锂条(或锂合金条)3。
[0033]实施例1：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种上下表面错位补锂的补锂负极，其特征在于：所述补锂负极包括负极、以及附着在负极上下表面上的分条锂带或锂合金带，所述分条锂带或锂合金带具有在负极的长度方向上连续延伸的两条以上的锂条或锂合金条，在负极的宽度方向上、在相邻锂条或锂合金条之间具有间隙区，其中上下表面上的锂条或锂合金条彼此错位，使得一个表面上的锂条或锂合金条在负极上的正投影落入另一个表面上的锂条或锂合金条之间的间隙区在负极上的正投影的范围内。2.根据权利要求1所述的补锂负极，其特征在于：所述分条锂带或锂合金带具有用于支撑锂条或锂合金条的基膜，所述基膜位于与负极相反的一侧。3.根据权利要求1所述的补锂负极，其特征在于：所述锂条或锂合金条的厚度为1
‑
20um，每条锂条或锂合金条的宽度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郇庆娜，孔德钰，孙兆勇，陈强，牟瀚波，
申请(专利权)人：天津中能锂业有限公司，
类型：新型
国别省市：