例包括如下步骤：
[0069] 复合隔离膜制备：选择粒径为30um的金属锂粉配置得到的浆料为富锂源；选择 30um厚度的隔离膜作为基体，对其表面涂敷一层厚度为4um的陶瓷-PVDF复合层得到陶 瓷-PVDF处理后的隔离膜，烘干后将金属锂粉均匀的分布于隔离膜表面（其中一个表面）， 再采用IMPa的面压将锂粉滚压在隔离膜表面形成多孔富锂层。
[0070] 待化成电芯制备：选择石墨为阳极活性物质，与导电剂、粘接剂及去离子水搅拌均 匀得到浆料，之后涂敷在多孔的铜集流体上，冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待用；选择硫碳 复合物为阴极活性物质与导电剂、粘接剂及氮甲基吡洛烷酮搅拌均匀得到浆料，之后涂敷 在铝流体上，冷压、分条、焊接、贴胶，采用锂带富锂技术对得到的硫阴极进行富锂，之后待 用；将上述的复合隔离膜与阴极片、阳极片叠片得到裸电芯（多孔富锂层介于阳极片与隔 离膜之间），选择无锈钢膜为包装袋，之后进行顶封、注液、静置，待电解液充分浸润后得到 待化成电芯。
[0071] SEI膜生成：将上述浸润充分的电芯，于70°C下化成，施加压力为0. 05MPa，充电电 流为0. 2C，充电SOC为10%，使得阳极表面形成SEI膜。
[0072] 嵌锂：对上述形成SEI膜的电芯，施加0. 8MPa的面压，再放置于60°C环境中静置 8h，使得锂粉与阳极片之间形成紧密的电子通道，此时在锂粉与阳极之间的电势差作用下， 金属锂将自动嵌入阳极片中对阳极进行补锂。
[0073] 其余与实施例6相同，不再赘述。
[0074] 表征及测试：
[0075] 容量测试：对比较例1、2与实施例1~实施例6中的电芯，各取100只，在35°C 环境中按如下流程对电芯进行容量测试：静置3min;0. 5C恒流充电至4. 2V，恒压充电至 〇. 05C;静置3min;0. 5C恒流放电至3. 0V得到首次放电容量D0 ;静置3min之后完成容量测 试，之后计算各组中100只电芯的容量的平均值，并计算容量的Sigma;所得结果见表1。
[0076] 取100只实施例7中电芯，在35°C环境中按如下流程对电芯进行容量测试：静置 3min;0. 5C恒流充电至2. 8V，恒压充电至0. 05C;静置3min;0. 5C恒流放电至1. 5V得到首 次放电容量D0 ;静置3min之后完成容量测试，之后计算各组中100只电芯的容量的平均 值，并计算容量的Sigma;所得结果见表1。
[0077] 循环测试：对比较例1、2与实施例1~实施例6中的电芯，各取5只，于35°C环境 中进行循环测试，流程为：静置3min;0. 5C恒流充电至4. 2V，恒压充电至0. 05C;静置3min; 0. 5C恒流放电至3. 0V得到首次放电容量，之后计算每组5只电芯的平均容量为Dy静置 3min之后，之后循环上述流程500周测得电芯容量，之后计算每组5只电芯的平均容量为D499，则电芯容量保持率n=D499/DQ*100%，所得结果见表1〇
[0078] 取5只实施例7中电芯，，于35°C环境中进行循环测试，流程为：静置3min;0. 5C 恒流充电至2. 8V，恒压充电至0. 05C;静置3min;0. 5C恒流放电至1. 5V得到首次放电容量， 之后计算每组5只电芯的平均容量为％;静置3min之后，之后循环上述流程500周测得电 芯容量，之后计算每组5只电芯的平均容量为D499，则电芯容量保持率n=D499/D，100%， 所得结果见表1。
[0079] 表1，比较例与实施例的方法制备的锂离子电池的电性能表
[0080]
[0081]根据表1，对比比较例1、2与实施例1~5可得，采用本发明的方法制备锂离子电 池时，得到的电芯具有更高的容量，且容量分布更为集中；另外，本发明制备的电芯的循环 性能更好。由实施例6、7可得，该方法还实用与石墨/磷酸铁锂体系以及锂硫电池体系，说 明该方法具有普适性。
[0082] 根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方 式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，凡是本领域技术人员在 本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此 外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明 构成任何限制。
【主权项】
1. 一种锂离子电池裸电芯，包括阴极片、隔离膜和阳极片，所述隔离膜介于所述阴极片 和所述阳极片之间；其特征在于，所述隔离膜为表面复合有由富锂物质组成的多孔结构层 的复合隔离膜，且所述多孔结构层处于所述隔离膜与所述阳极片之间。2. -种权利要求1所述的锂离子电池裸电芯，其特征在于：所述阴极片由含有阴极活 性物质的阴极涂层和阴极集流体组成；所述阳极片由含有阳极活性物质的阳极涂层和阳极 集流体组成；所述富锂物质为能够为电极补锂提供锂源的物质，包括锂粉、锂粉浆料、锂带、 打孔锂带、富锂有机物中至少一种。3. -种权利要求2所述的锂离子电池裸电芯，其特征在于：所述阴极活性物质包括锂 钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂铁氧化物、锂钒氧化物、硫或硫化物、三元或多元复 合化合物和聚阴离子阴极材料中的至少一种；所述阳极活性物质包括碳材料、含碳化合物 和非碳材料中的至少一种。4. 一种权利要求1所述锂离子电池裸电芯，其特征在于：所述隔离膜为具有多孔结构 的、离子导通电子绝缘的自支撑膜，包括聚丙稀、聚乙稀、共聚乙丙稀、聚乙烯醋酸乙烯酯共 聚物、聚偏氟乙烯、共聚氟乙丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺中的一种或几种；其厚度h为2um~ 50um〇5. -种权利要求1所述锂离子电池裸电芯，其特征在于：所述多孔结构层的等效孔直 径不超过4cm ;两孔边缘之间的连续富锂层宽度不超过4cm。6. -种权利要求5所述锂离子电池裸电芯，其特征在于：所述多孔结构层的等效直径 不超过2cm ;两孔边缘之间的连续富锂层宽度不超过2cm。7. -种权利要求1所述锂离子电池裸电芯，其特征在于：将所述隔离膜与所述多孔结 构层进行复合时，复合力为〇. OlMPa~IOMPa ;所述复合方式为隔离膜单面复合或双面复 合。8. -种权利要求1所述锂离子电池裸电芯，其特征在于：所述复合隔离膜中，隔离膜无 被富锂层刺穿区域或被富锂层刺穿点，且隔离膜上被富锂层刺伤区域或被富锂层刺伤点的 最大深度不大于（h-1)um ;所述隔离膜的复合有富锂物质的一侧设置有陶瓷涂层、PVDF涂 层或者陶瓷-PVDF涂层。9. 一种使用权利要求1至8任一项所述的裸电芯制备锂离子电池的方法，其特征在于， 包括如下步骤： 步骤1，复合隔离膜的制备：对富锂物质进行预处理，以得到至少一个面的毛刺/凸点 的高度不超过（h-l)um的多孔富锂层，之后将烘干后的隔离膜与富锂物质的预处理面复 合，复合面压为0.0 lMPa~lOMPa，得到复合隔离膜，其中，h为隔离膜的厚度； 步骤2,待化成电芯的制备：将步骤1得到的复合隔离膜与烘干后的阴极片、阳极片组 装得到裸电芯，其中，多孔富锂层介于阳极片与隔离膜之间，入壳/袋后注入电解液，静置； 步骤3, SEI膜的生成：对步骤2得到的经电解液充分浸润的电芯进行化成，化成温度为 10°C~90°C，充电电流为0.0 lC~5C，化成时对电芯施加的压力为0~0. 5MPa，充电SOC为 3%~90% ; 步骤4,嵌锂：对步骤3得到的电芯施加0. 5MPa~5. OMPa的面压，使得富锂物质层与 形成SEI膜后的阳极片的表面充分接触，以形成电子通道，由于富锂物质层与阳极之间存 在电势差，富锂物质层中的锂将自发的向阳极活性物质层中嵌入，最终实现补锂效果； 步骤5,成品电芯的制作：将步骤4制得的电芯进行整形、除气制得成品电芯。10. -种权利要求9所述的制备锂离子电池的方法，其特征在于，步骤1中，对所述富 锂物质进行预处理，以得到至少一个面毛刺/凸点的高度不超过（h-2)um的多孔富锂层， 复合时的面压为0.1 MPa~3MPa ;步骤4所述对电芯施加面压为0. 5MPa~2. OMPa，温度为 20°C ~100°C，时间为 IOmin ~48h。
【专利摘要】本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子电池的裸电芯：包括阴极片、隔离膜和阳极片，所述隔离膜介于阴极片和阳极片之间；所述隔离膜为表面复合有富锂物质组成的多孔结构层的复合隔离膜，且该富锂物质多孔结构层处于隔离膜与阳极之间。采用本发明裸电芯制备的锂离子电池，可以有效的减缓/抑制在电解液浸润过程中，富锂物质层中的锂向阳极活性物质颗粒内部嵌入，减少/消除阳极内部结构性能一致性差的SEI膜的生成；最终制得容量、循环性能更加优良的富锂锂离子电池。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M10/058, H01M2/16
【公开号】CN104882630
【申请号】CN201510152379
【发明人】杨玉洁
【申请人】广东烛光新能源科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月1日