【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体涉及一种锂离子电池、一种锂离子电池的补锂方法以及一种包括这种锂离子电池的车辆。
技术介绍
1、近年来，随着锂离子电池在车辆领域，尤其在新能源汽车领域，以及其它交通工具(例如，电动自行车、飞机、轮船)，或者各类电子产品、储能装备等领域的应用及推广，其稳定性和循环寿命越来越受关注。然而，锂离子电池在充放电过程(包括制造过程中的预充阶段，后期的充放电使用过程)中，部分锂离子无法自由的嵌入和脱出，活性离子不可避免地被消耗，甚至出现“析锂”的现象(“析锂”是指无法嵌入负极的锂离子只能在负极表面得电子，形成银白色的金属锂单质)。活性离子的损耗，最终导致锂离子电池不可逆的容量损失，使得锂离子电池容量不断衰减，难以维持较长的循环寿命。因此，有必要对锂离子电池的容量稳定性问题进行研究。
2、现行的方式包括使用锂金属或者锂粉对锂离子电池进行补锂，但补锂操作工艺较为复杂，需要对电极设备或者化成设备进行改造，且无法监测和判断补锂需求，同时，现有的锂离子电池结构也未能进行有利的结构设计以便简化补锂操作。
3、因此，期待提供一种改进的锂离子电池以及一种操作便捷的补锂方法，以有效解决锂离子电池的容量衰减的问题，实现对电池健康状态的主动监测和维护，提高锂离子电池的可靠性与使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池、一种锂离子电池的补锂方法以及一种具备这种锂离子电池的车辆，至少解决现有技术中的部分问题，例如，锂离子电池容量衰减、性能下降、循环
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种锂离子电池，其包括电芯、电芯壳体和电芯盖板。所述电芯壳体用于容纳电芯，并具有开口，电芯经由开口装配在电芯壳体内。所述电芯盖板装配于电芯壳体的开口处，用于封闭电芯壳体。电芯盖板顶部设置有正极端子、负极端子和参比电极端子，并且在电芯盖板装配于开口处封闭电芯壳体后，正极端子、负极端子和参比电极端子均至少部分地外露。电芯壳体内还设置有锂金属电极，所述锂金属电极为补锂提供锂源。所述正极端子与电芯正极电连接，负极端子与电芯负极电连接，锂金属电极则通过导电体与参比电极端子电连接。
3、本专利技术中的锂离子电池结构简单，生产成本低，不需要对电芯产线做大幅调整。本专利技术通过在锂离子电池中设置锂金属电极，提供了锂源，并在电芯盖板上设置有与锂金属电极连接的参比电极端子，以及负极端子和正极端子，极大地方便了补锂时的电连接操作，同时也为实时监测和维护锂离子电池的健康状态提供了结构基础和便捷条件。
4、本专利技术对锂离子电池的形状和封装形式没有特别的限制，锂离子电池可以为方形电池、软包电池或圆柱电池。锂离子电池的封装工艺可以为卷绕工艺或叠片工艺。锂离子电池的电芯负极采用天然石墨、人造石墨、硬碳、中间相碳微球中的一种或几种材料制成，锂离子电池的电芯正极采用磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料中的一种或几种材料制成。
5、根据本专利技术的一个可选实施例，进行补锂操作时，可以通过可控的外部电源将锂金属电极与电芯负极或者电芯正极电连接。优选地，可以通过可控的外部电源将参比电极端子与负极端子或者正极端子电连接，其中，当对电芯负极进行补锂时，将参比电极端子与负极端子电连接，当对电芯正极进行补锂时，将参比电极端子与正极端子电连接。此时，由于电芯盖板封闭电芯壳体之后，正极端子、负极端子和参比电极端子均至少部分地外露，这对于相关的电连接操作是非常有利地，尤其是在对不同端子之间进行电连接的切换时，是非常便捷地。
6、根据本专利技术的一个可选实施例，所述导电体为导电金属材料，优选地，导电体为铜箔。附加地，所述导电体的表面包裹有绝缘层，优选地，所述绝缘层可以为高分子聚合物材料的绝缘隔膜，所述绝缘层不仅可以实现电绝缘，而且还可以防止电解液对导电体的腐蚀。
7、根据本专利技术的一个可选实施例，电芯壳体包括侧板和底板，优选地，锂金属电极可以设置在电芯壳体底板内侧，即电芯壳体底板与电芯盖板相对的一侧，也可以设置在电芯壳体的侧板内侧，优选地，锂金属电极可以为内嵌的形式设置在电芯壳体的底板内侧和侧板内侧。此外，本专利技术对锂金属电极的形式没有特别的限制，可以采用锂带、锂块，优选地，锂金属电极可以制造为片状，如锂箔或锂金属薄片的形式，厚度为0.1毫米～5毫米，优选为0.1毫米～2毫米。
8、根据本专利技术的一个可选实施例，所述锂离子电池中还包括高分子聚合物隔离片，用于将锂金属电极与电芯隔离开，该高分子聚合物隔离片具有多孔的孔洞结构，所述多孔结构能够容纳电解液，并允许锂离子的传输。高分子聚合物隔离片设置于所述锂金属电极和电芯之间，该隔离片靠近于锂金属电极保持较小的隔离距离或者贴合于锂金属电极，所述高分子聚合物隔离片可以减少或防止锂金属电极与电芯之间发生机械摩擦。具体地，当锂金属电极设置在电芯壳体底板内侧时，高分子聚合物隔离片放置在锂金属电极之上，电芯则直接放置在高分子聚合物隔离片上，由高分子聚合物隔离片支承电芯的至少部分重量，此时，由于高分子聚合物隔离片将锂金属电极和电芯有效隔开，锂金属电极不容易或者不会与电芯发生机械摩擦，在此情况下，锂金属电极可以考虑制造为具有一度厚度和硬度的金属片、金属块或金属板的形式，而不会产生划伤、刻伤等损坏电芯的潜在风险。
9、其中，高分子聚合物隔离片的材料类型不受具体的限制，可以选用具有良好的化学稳定性和机械稳定性的高分子聚合物材料，高分子聚合物隔离片可以为多孔隔膜的形式。
10、优选地，高分子聚合物隔离片可以为具有一度厚度和机械强度的隔离板，厚度为0.1毫米～10毫米，优选为0.1毫米～5毫米，电芯可以放置在隔离板上，该隔离板将锂金属电极与电芯隔开，同时，还可以对电芯起到较好的支承作用，有益于电芯的装配稳定性。
11、根据本专利技术的第二方面，提供了一种锂电池的补锂方法，其中，所述补锂方法包括：
12、s1：将参比电极端子与正极端子或者负极端子电连接；和
13、s2：对锂离子电池进行充电。
14、本专利技术通过简单的电连接方式，即可对电池健康状态进行监测和维护，从而能及时有效地防止电池容量衰减，维持电池的性能稳定，并延长锂离子电池的循环寿命。
15、具体地，在步骤s2中，当电芯负极缺锂时，通过可控的外部电源将参比电极端子与负极端子电连接，并以参比电极端子作为正极，负极端子为负极，对锂离子电池进行充电；当电芯正极缺锂时，通过可控的外部电源将参比电极端子与正极端子电连接，并以参比电极端子作为负极，正极端子为正极，对锂离子电池进行充电。
16、根据本专利技术的一个可选实施例，所述补锂方法还包括：在锂离子电池使用过程中，实时监测电芯正极或者电芯负极与参比电极端子之间的电位，以判断是否需要补锂，如果需要补锂，则执行步骤s1和s2。具体地，本专利技术以锂金属本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池，包括：
2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池还包括：
3.如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，
4.如权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂金属电极为片状。
5.如权利要求1-4中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂金属电极内嵌于所述电芯壳体的底部内侧或侧部内侧；和/或
6.一种车辆，其中，所述车辆包括如权利要求1-5中任一项所述的锂离子电池。
7.一种如权利要求1-4中任一项所述的锂离子电池的补锂方法，所述补锂方法至少包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的补锂方法，其特征在于，所述补锂方法还包括：
9.如权利要求7或8所述的补锂方法，其特征在于，所述补锂方法还包括：
10.如权利要求6-8中任一项所述的补锂方法，其特征在于，所述补锂方法还包括：
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，包括：
2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池还包括：
3.如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，
4.如权利要求1-3中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂金属电极为片状。
5.如权利要求1-4中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂金属电极内嵌于所述电芯壳体的底部内侧或侧部内侧；和/或
6.一种车辆...
【专利技术属性】
技术研发人员：屈瑒，杨春美，
申请(专利权)人：梅赛德斯奔驰集团股份公司，
类型：发明
国别省市：
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