锂离子电池及其阳极片制造技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池及其阳极片。所述锂离子电池阳极片包括阳极集流体以及涂布在阳极集流体上的阳极活性物质层，所述阳极活性物质层包括阳极活性材料、导电剂以及粘结剂。所述阳极活性物质层还包括含锂化合物；所述含锂化合物的通式为Li

Lithium ion battery and anode slice thereof

The present invention provides a lithium ion battery and an anode sheet thereof. The anode plate of the lithium ion battery comprises an anode collecting fluid and an anode active material layer coated on the anode collector fluid, wherein the anode active material layer comprises an anode active material, a conductive agent and an adhesive. The anode active material layer also comprises a lithium containing compound; the lithium containing compound has a general formula of Li

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池及其阳极片
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种锂离子电池及其阳极片。
技术介绍
锂离子电池在笔记本、手机等便携式设备中得到了广泛的应用，同时也被认为是下一代汽车的关键技术，几乎所有的汽车厂商都推出了一种或多种电驱动汽车。虽然锂离子电池有很多优点，如高电压、长寿命等优点，在汽车领域的前景广阔，但锂离子电池的能量密度却无法达到电动汽车对锂离子电池的要求。锂离子电池通常都是以石墨、硅等作为阳极活性材料，锂离子电池在首次充电过程中，阳极的电极电位(vs.Li/Li+)低于0.8V时会消耗阴极脱出的锂离子(大约消耗5％～10％)，这一部分消耗掉的锂离子在接下来的循环过程中无法参与氧化还原反应，对锂离子电池容量没有贡献，降低了锂离子电池的可逆容量，降低了锂离子电池的能量密度。为了减少由于锂离子电池在首次充电过程中的不可逆容量带来的能量密度的降低，2006年12月13日授权公告的中国专利文献CN1290209C将锂金属、负极材料和非水液体混合形成浆料，然后将浆料涂覆在集流体上，干燥，辊压后注入电解液，制成二次电池。该方法虽然提高了锂离子电池的首周效率，但利用该方法在生产过程中容易产生粉尘，进而对人体造成伤害，并且在锂离子电池阳极片中添加锂金属，降低了阳极的电极电位，造成电极和电解液界面的副反应增加，降低了循环过程中的效率和容量。2013年2月6日公开的中国专利文献CN102916164A通过将有机锂溶液喷洒或滴加在正极片的表面，实现了“湿法补锂”，喷洒的有机锂溶液直接还原成金属锂并嵌入到正极片中，该方法虽然工序简单，成本较低，但是安全问题依然突出，并且可操作性不强。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池及其阳极片，所述锂离子电池阳极片能够降低锂离子电池首周循环的不可逆容量损失，提高锂离子电池的能量密度，减少充放电过程中的副反应，提高锂离子电池的循环性能。为了达到上述目的，在本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种锂离子电池阳极片，其包括阳极集流体以及涂布在阳极集流体上的阳极活性物质层，所述阳极活性物质层包括阳极活性材料、导电剂以及粘结剂。所述阳极活性物质层还包括含锂化合物；所述含锂化合物的通式为Li3-xAxN1-yDy，A选自Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、B、C、Al、Si、Ga、Ge、As、In、Sn、Sb、TI、Pb、Bi中的一种或几种，D选自O、F、Se、Br、Te、I、Po、At中的一种或几种，0≤x<3，0≤y<1；使用所述锂离子电池阳极片制备的锂离子电池在化成之前，先对锂离子电池进行预放电以使所述含锂化合物分解。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，其包括：阳极片；阴极片；隔离膜，间隔于阳极片和阴极片之间；以及电解液。其中，所述阳极片为根据本专利技术第一方面所述的锂离子电池阳极片。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术的锂离子电池阳极片能够降低锂离子电池首周循环的不可逆容量损失，提高锂离子电池的能量密度，减少充放电过程中的副反应，提高锂离子电池的循环性能。具体实施方式下面详细说明根据本专利技术的锂离子电池及其阳极片。首先说明根据本专利技术第一方面的锂离子电池阳极片。根据本专利技术第一方面的锂离子电池阳极片包括阳极集流体以及涂布在阳极集流体上的阳极活性物质层。所述阳极活性物质层包括阳极活性材料、导电剂以及粘结剂。所述阳极活性物质层还包括含锂化合物。所述含锂化合物的通式为Li3-xAxN1-yDy，A选自Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、B、C、Al、Si、Ga、Ge、As、In、Sn、Sb、TI、Pb、Bi中的一种或几种，D选自O、F、Se、Br、Te、I、Po、At中的一种或几种，0≤x<3，0≤y<1。使用所述锂离子电池阳极片制备的锂离子电池在化成之前，先对锂离子电池进行预放电以使所述含锂化合物分解。在现有技术中，为了降低首周循环过程中(即化成过程)的不可逆容量损失，一般是在阳极上添加锂粉，但是，在阳极中添加锂粉对环境要求特别苛刻，对人的身体伤害特别大；同时，在阳极中添加锂粉会降低阳极的电极电位，导致发生更多的副反应。采用本专利技术第一方面所述的锂离子电池阳极片制备的锂离子电池在化成之前，先对锂离子电池进行预放电。在预放电过程中，当阳极电位升高至所述含锂化合物的分解电位时，所述含锂化合物分解产生锂(诸如锂金属单质或锂合金等)以及气体。分解产生的锂在随后锂离子电池化成阶段中由于被充电氧化形成锂离子而嵌入到阴极活性物质层中，从而起到对阴极补锂的作用，以弥补阳极对阴极的锂离子的消耗，提高锂离子电池的能量密度，而分解产生的气体在锂离子电池化成之后可直接从锂离子电池的排气用孔(例如注液孔)中排出。当预放电结束对锂离子电池进行化成(即首次充电)时，掺杂元素A以及掺杂元素D还具有催化性能，能够催化电解液在阳极活性物质层表面反应生成一层致密的固态电解质界面膜(即SEI膜)，该固态电解质界面膜在成品锂离子电池(化成结束后得到的锂离子电池)的循环过程中不易分解，可以有效保护阳极，从而提高锂离子电池的循环性能。此外，所述含锂化合物为优良的离子导体且电子绝缘性能较好。当锂离子电池预放电过程中阳极电位未达到所述含锂化合物的分解电位时，或达到分解电位但还有残余含锂化合物时，所述阳极活性物质层中的含锂化合物还可以将阳极活性材料和电解液隔离，减小或避免二者接触发生副反应，同时还可以抑制预放电过程中电解液在阳极活性物质层表面生成固态电解质界面膜(仅为可能形成，且生成的固态电解质界面膜的面积一般较小，主要是在化成阶段生成)，避免锂离子电池化成过程中阴极脱出的锂离子因为动力学原因不能快速嵌入到阳极活性材料中而导致在阳极表面形成锂枝晶。在根据本专利技术第一方面所述的锂离子电池阳极片中，如果所述含锂化合物在锂离子电池预放电过程中没有完全分解，则未分解的含锂化合物可以起到固态电解质界面膜的作用，隔绝电解液和负极活性物质层，在接下来的化成以及循环过程中可以与化成过程中形成的固态电解质界面膜一起稳定阳极界面。在根据本专利技术第一方面所述的锂离子电池阳极片中，所述含锂化合物可分散在阳极活性物质层中。含锂化合物可分散在阳极活性材料、导电剂以及粘结剂形成的混料中，即含锂化合物可能存在于阳极活性物质层的外表面以及内部的任何位置。在根据本专利技术第一方面所述的锂离子电池阳极片中，所述含锂化合物还可分布在阳极活性物质层的远离阳极集流体的表面上。即含锂化合物可以通过蒸镀、沉积、喷溅等方式分布在阳极活性材料、导电剂以及粘结剂形成的混料层的表面上，即在阳极活性物质层中，含锂化合物可全部分散于远离阳极集流体一侧的表面上。在根据本专利技术第一方面所述的锂离子电池阳极片中，对锂离子电池进行预放电时，所述锂离子电池预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池阳极片，包括阳极集流体以及涂布在阳极集流体上的阳极活性物质层，所述阳极活性物质层包括阳极活性材料、导电剂以及粘结剂；其特征在于，所述阳极活性物质层还包括含锂化合物；所述含锂化合物的通式为Li

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池阳极片，包括阳极集流体以及涂布在阳极集流体上的阳极活性物质层，所述阳极活性物质层包括阳极活性材料、导电剂以及粘结剂；其特征在于，所述阳极活性物质层还包括含锂化合物；所述含锂化合物的通式为Li3-xAxN1-yDy，A选自Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、B、C、Al、Si、Ga、Ge、As、In、Sn、Sb、TI、Pb、Bi中的一种或几种，D选自O、F、Se、Br、Te、I、Po、At中的一种或几种，0≤x<3，0≤y<1；使用所述锂离子电池阳极片制备的锂离子电池在化成之前，先对锂离子电池进行预放电以使所述含锂化合物分解。2.根据权利要求1所述的锂离子电池阳极片，其特征在于，所述含锂化合物分散在阳极活性物质层中。3.根据权利要求1所述的锂离子电池阳极片，其特征在于，所述含锂化合物分布在阳极活性物质层的远离阳极集流体的表面上。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐代春，闫传苗，钟开富，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35