一种锂离子电池的制作方法

本技术属于锂离子电池，具体地，涉及一种锂离子电池。

背景技术：

1、新型无负极活性物质体系的锂离子电池直接使用负极集流体作充当负极，在首次充电时，在负极集流体表面沉积金属锂，在放电过程中金属锂转变为锂离子回到正极，实现循环充放。与常规的锂离子电池相比，无负极锂离子电池由于省略了负极活性物质，其质量能量密度会得到提高。无负极锂离子电池的工作原理与传统锂离子电池不同，无负极锂离子电池在充电时锂离子在负极集流体表面与电子结合，在负极集流体的表面形成金属锂沉积；在放电过程中，沉积在负极集流体的金属锂发生剥离，通过电解液重新回到正极中。但是，由于无负极锂离子电池中不含有负极活性物质，因此以正极材料作为无负极锂离子电池中的唯一锂源，由于无负极锂离子电池内部锂源有限且金属锂沉积可逆性差，无负极电池面临着库伦效率低、循环寿命短等问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池，该锂离子电池在工作的过程中，锂离子能够在正负极之间顺畅传输，使锂离子电池具有较高的库伦效率以及良好的循环特性。

2、根据本实用新型的第一个方面，提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片和隔离膜，隔离膜设置在正极片和负极片之间以将正极片和负极片隔离；正极片设有正极活性物质层，负极片包括负极集流体，负极集流体划包括主体区域和overhang区域，主体区域为负极集流体与正极活性物质层重叠设置的区域，overhang区域为负极集流体与正极活性物质层非重叠设置的区域；负极集流体朝向正极活性物质层设置的表面上形成金属锂层，以覆盖overhang区域的金属锂层的厚度为d1，以覆盖主体区域的金属锂层的厚度为d2，d1/d2≤80％。上述“重叠设置”指的是负极集流体上与正极活性涂层相对设置的区域，即本实用新型所涉及的“主体区域”。本实用新型提供的锂离子电池在放电过程中，负极片overhang区域上的金属锂先向主体区域扩散，在达到主体区域后再向其正对的正极片进行传输，基于此，相较于覆盖主体区域的金属锂而言，覆盖在overhang区域的金属锂向正极片传输的路径更长。通过对负极集流体不同区域上的金属锂层厚度的相对大小进行限定，使金属锂主要集中沉积在负极集流体的主体区域上，避免了覆盖overhang区域的金属锂过量，从而在放电过程中，沉积在负极集流体上的金属锂大部分都能够及时向正极片迁移，提高了锂离子从负极片向正极片传输的效率，改善了锂离子传输的动力学效应，使无负极活性物质的锂离子电池的库伦效率和循环寿命都得以优化。

技术特征：

1.一种锂离子电池，其特征在于：包括正极片、负极片和隔离膜，所述隔离膜设置在所述正极片和所述负极片之间以将所述正极片和所述负极片隔离；所述正极片设有正极活性物质层，所述负极片包括负极集流体，所述负极集流体包括主体区域和overhang区域，所述主体区域为所述负极集流体与所述正极活性物质层重叠设置的区域，所述overhang区域为所述负极集流体与所述正极活性物质层非重叠设置的区域；所述负极集流体朝向所述正极活性物质层设置的表面上形成金属锂层，以覆盖所述overhang区域的所述金属锂层的厚度为d1，以覆盖所述主体区域的所述金属锂层的厚度为d2，d1/d2≤80％。

2.如权利要求1所述锂离子电池，其特征在于：3％≤d1/d2≤30％。

3.如权利要求1所述锂离子电池，其特征在于：覆盖所述overhang区域的所述金属锂层的厚度d1沿远离所述主体区域的方向逐渐减少。

4.如权利要求1～3任一项所述锂离子电池，其特征在于：所述负极片还包括亲锂涂层，所述亲锂涂层的锂金属成核过电势不高于70mv，所述亲锂涂层设置在所述负极集流体和所述金属锂层之间。

5.如权利要求4所述锂离子电池，其特征在于：以所述负极集流体被所述亲锂涂层覆盖的一面的面积为s总；在所述负极集流体上，以被所述亲锂涂层所覆盖的面积为s0；50％≤s0/s总≤100％。

6.如权利要求5所述锂离子电池，其特征在于：在所述负极集流体的所述主体区域，以被所述亲锂涂层所覆盖的面积为s2a，以所述主体区域的面积为s2b；s2％＝s2a/s2b＝90％～100％。

7.如权利要求6所述锂离子电池，其特征在于：在所述负极集流体的所述overhang区域，以被所述亲锂涂层所覆盖的面积为s1a，以所述overhang区域的面积为s1b；s1％＝s1a/s1b，且，s1％<s2％。

8.如权利要求4所述锂离子电池，其特征在于：以覆盖所述overhang区域的所述亲锂涂层的厚度为d3，以覆盖所述主体区域的所述亲锂涂层的厚度为d4；d3<d4。

9.如权利要求8所述锂离子电池，其特征在于：d3＝0～10nm。

10.如权利要求8所述锂离子电池，其特征在于：d4＝10～150nm。

技术总结
本技术提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片和隔离膜；正极片设有正极活性物质层，负极片包括负极集流体，负极集流体包括主体区域和overhang区域；负极集流体朝向正极活性物质层设置的表面上形成金属锂层，以覆盖overhang区域的金属锂层的厚度为D<subgt;1</subgt;，以覆盖主体区域的金属锂层的厚度为D<subgt;2</subgt;，D<subgt;1</subgt;/D<subgt;2</subgt;≤80％。本技术所提供的无负极活性物质的锂离子电池在放电过程中，沉积在负极集流体上的金属锂大部分都能够及时向正极片迁移，提高了锂离子从负极片向正极片传输的效率，改善了锂离子传输的动力学效应，使无负极活性物质的锂离子电池的库伦效率和循环寿命都得以优化。

技术研发人员：苏沛沛,曹晨,李旭,陈立宁,王磊,沈璇璇,马国华
受保护的技术使用者：中创新航科技集团股份有限公司
技术研发日：20230905
技术公布日：2024/4/17