一种正极补锂极片、电芯及锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种正极补锂极片、电芯及锂离子电池。该正极补锂极片包括：混合于正极补锂极片中的正极材料、第一正极补锂剂和第二正极补锂剂；其中，第一正极补锂剂的首次充电克容量大于第二正极补锂剂的首次充电克容量，第二正极补锂剂的首次充电克容量大于正极材料的首次充电克容量；正极材料的首次放电克容量大于第一正极补锂剂的首次放电克容量，且正极材料的首次放电克容量大于第二正极补锂剂的首次放电克容量；正极材料的首次充放电效率大于第二正极补锂剂的首次充放电效率，第二正极补锂剂的首次充放电效率大于第一正极补锂剂的首次充放电效率。本发明专利技术实施例的技术方案可提升锂离子电池的能量密度和循环寿命。提升锂离子电池的能量密度和循环寿命。提升锂离子电池的能量密度和循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种正极补锂极片、电芯及锂离子电池


[0001]本专利技术实施例涉及锂离子电池
，尤其涉及一种正极补锂极片、电芯及锂离子电池。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的高速发展，锂离子电池产业也保持着快速增长的态势，行业创新不断加速。
[0003]然而，在锂离子电池的制造过程中，普遍存在锂离子电池首次充放电循环的库伦效率偏低，降低了锂离子电池的容量及能量密度。针对这一问题，可对锂离子电池进行预锂化处理，即补锂，以提高锂离子电池的容量和能量密度。补锂方法包括正极补锂和负极补锂，但由于负极补锂的工艺繁琐，难以应用于实际生产中，因此，现有技术多采用正极补锂的方法。
[0004]在现有的正极补锂方法中，通过将预锂材料和氧化还原穿梭剂材料作为添加剂混合至锂离子电池的正极材料中，可有效降低预锂材料的脱锂电压，氧化还原穿梭反应产生的热能使预锂材料的补锂作用发挥更充分，有效弥补了正极材料在首次充放电时形成固体
‑
电解质界面膜(SEI膜)损耗的锂离子，达到提升能量密度的效果。但预锂材料在首次充放电循环过程中全部脱锂后，在后期循环充放电过程中无法持续补锂，导致对锂离子电池循环寿命的提升能力较弱。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种正极补锂极片、电芯及锂离子电池，以在锂离子电池首次充放电时实现能量密度的提升，并在后期充放电循环过程中可持续补锂，提升锂离子电池的循环寿命。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供了一种正极补锂极片，包括：正极材料、第一正极补锂剂和第二正极补锂剂；
[0007]所述正极材料、所述第一正极补锂剂和所述第二正极补锂剂混合于所述正极补锂极片中；其中，所述第一正极补锂剂的首次充电克容量大于所述第二正极补锂剂的首次充电克容量，所述第二正极补锂剂的首次充电克容量大于所述正极材料的首次充电克容量；所述正极材料的首次放电克容量大于所述第一正极补锂剂的首次放电克容量，且所述正极材料的首次放电克容量大于所述第二正极补锂剂的首次放电克容量；
[0008]所述正极材料的首次充放电效率大于所述第二正极补锂剂的首次充放电效率，所述第二正极补锂剂的首次充放电效率大于所述第一正极补锂剂的首次充放电效率。
[0009]可选地，所述正极材料占有第一质量含量百分比，所述第一正极补锂剂占有第二质量含量百分比，所述第二正极补锂剂占有第三质量含量百分比；
[0010]所述第一质量含量百分比、所述第二质量含量百分比与所述第三质量含量百分比之和为1。
[0011]可选地，正极首次充放电效率小于或等于负极首次充放电效率；
[0012]其中，所述正极首次充放电效率为正极实际首次放电克容量与正极实际首次充电克容量之比；所述正极实际首次放电克容量为所述正极材料的实际首次放电克容量、所述第一正极补锂剂的实际首次放电克容量以及所述第二正极补锂剂的实际首次放电克容量之和；所述正极实际首次充电克容量为所述正极材料的实际首次充电克容量、所述第一正极补锂剂的实际首次充电克容量以及所述第二正极补锂剂的实际首次充电克容量之和。
[0013]可选地，所述正极材料的实际首次放电克容量为所述正极材料的首次放电克容量与所述第一质量含量百分比的乘积；所述第一正极补锂剂的实际首次放电克容量为所述第一正极补锂剂的首次放电克容量与所述第二质量含量百分比的乘积；所述第二正极补锂剂的实际首次放电克容量为所述第二正极补锂剂的首次放电克容量与所述第三质量含量百分比的乘积；
[0014]所述正极材料的实际首次充电克容量为所述正极材料的首次充电克容量与所述第一质量含量百分比的乘积；所述第一正极补锂剂的实际首次充电克容量为所述第一正极补锂剂的首次充电克容量与所述第二质量含量百分比的乘积；所述第二正极补锂剂的实际首次充电克容量为所述第二正极补锂剂的首次充电克容量与所述第三质量含量百分比的乘积。
[0015]可选地，所述正极材料的充电克容量范围为100～300mAh/g，首次充放电效率大于80％；
[0016]所述第一正极补锂剂的充电克容量范围为400～1200mAh/g，首次充放电效率范围为0～10％；
[0017]所述第二正极补锂剂的充电克容量范围为200～500mAh/g，首次充放电效率范围为20％～50％。
[0018]可选地，所述第一正极补锂剂为铁酸锂和氧化锂中的任意一种；
[0019]所述第二正极补锂剂为富锂镍酸锂和富锂钴酸锂中的任意一种。
[0020]可选地，所述正极材料为磷酸锰铁锂和磷酸铁锂中的任意一种。
[0021]可选地，该正极补锂极片还包括：粘结剂和导电剂；
[0022]所述粘结剂用于将所述正极材料、所述第一正极补锂剂以及所述第二正极补锂剂混合均匀，所述导电剂用于增强所述正极补锂极片的导电性。
[0023]根据本专利技术的另一方面，提供了一种电芯，包括：隔膜、电解液、负极片、负极集流体、正极集流体和如第一方面所述的正极补锂极片；
[0024]所述正极补锂极片设置于所述正极集流体的表面，所述负极片设置于所述负极集流体的表面，所述隔膜设置于所述正极集流体和所述负极片之间。
[0025]根据本专利技术的另一方面，还提供了一种锂离子电池，包括：外壳和如第二方面所述的电芯。
[0026]本专利技术实施例通过选择首次充电克容量高而首次充放电效率低的材料作为第一正极补锂剂，选择首次充电克容量介于正极材料的首次充电克容量和第一正极补锂剂的首次充电克容量，且首次充放电效率介于正极材料的首次充放电效率和第一正极补锂剂的首次充放电效率之间的材料作为第二正极补锂剂，并将第一正极补锂剂、第二正极补锂剂与正极材料进行混合制成正极补锂极片，从而使具有该正极补锂极片的锂离子电池可在首次
充放电过程中实现提升能量密度，同时可在后期充放电循环过程中实现持续补锂，提升锂离子电池的循环寿命。
[0027]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是根据本专利技术实施例提供的一种电芯的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0030]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0031]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极补锂极片，其特征在于，包括：正极材料、第一正极补锂剂和第二正极补锂剂；所述正极材料、所述第一正极补锂剂和所述第二正极补锂剂混合于所述正极补锂极片中；其中，所述第一正极补锂剂的首次充电克容量大于所述第二正极补锂剂的首次充电克容量，所述第二正极补锂剂的首次充电克容量大于所述正极材料的首次充电克容量；所述正极材料的首次放电克容量大于所述第一正极补锂剂的首次放电克容量，且所述正极材料的首次放电克容量大于所述第二正极补锂剂的首次放电克容量；所述正极材料的首次充放电效率大于所述第二正极补锂剂的首次充放电效率，所述第二正极补锂剂的首次充放电效率大于所述第一正极补锂剂的首次充放电效率。2.根据权利要求1所述的正极补锂极片，其特征在于，所述正极材料占有第一质量含量百分比，所述第一正极补锂剂占有第二质量含量百分比，所述第二正极补锂剂占有第三质量含量百分比；所述第一质量含量百分比、所述第二质量含量百分比与所述第三质量含量百分比之和为1。3.根据权利要求2所述的正极补锂极片，其特征在于，正极首次充放电效率小于或等于负极首次充放电效率；其中，所述正极首次充放电效率为正极实际首次放电克容量与正极实际首次充电克容量之比；所述正极实际首次放电克容量为所述正极材料的实际首次放电克容量、所述第一正极补锂剂的实际首次放电克容量以及所述第二正极补锂剂的实际首次放电克容量之和；所述正极实际首次充电克容量为所述正极材料的实际首次充电克容量、所述第一正极补锂剂的实际首次充电克容量以及所述第二正极补锂剂的实际首次充电克容量之和。4.根据权利要求3所述的正极补锂极片，其特征在于，所述正极材料的实际首次放电克容量为所述正极材料的首次放电克容量与所述第一质量含量百分比的乘积；所述第一正极补锂剂的实际首次放电克容量为所述第一正极补锂剂的首次放电克容量与所述第二质量含量百分比的乘积；所述第二正极补锂剂的实际首次放电克容量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢云飞，吕超，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：