鋰離子電池的負極片、隔膜及兩者的制造方法【技術(shù)領(lǐng)域】本發(fā)明屬于鋰離子電池的制造方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池的負極片、隔膜及兩者的制造方法。

背景技術(shù)：
鋰離子電池是一種具有高電壓、能量密度高、循環(huán)壽命長和安全性能好等特征的輕便環(huán)保型電池，目前已經(jīng)廣泛用于手機、錄像機、平板電腦等便攜式電子設(shè)備并在電動汽車領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用。但隨著便攜式電子設(shè)備的微型化，以及電動汽車（EV）和混合電動汽車(HEV)等大功率設(shè)備的研發(fā)及應(yīng)用受到了高度的重視，人們對作為電源系統(tǒng)的鋰離子電池要求具有高容量和高功率的特性。為了達到高容量和高功率的要求，研究人員對鋰離子電池高容量負極材料（如Sn、Si等材料）進行了大量研究，對于由Sn、Si等高容量材料制得的負極極片，在電池的首次充電過程中由于存在較大的不可逆容量而消耗了部分鋰源，由此造成正極材料的性能不能完全發(fā)揮，從而使電池的容量有大幅度地降低，造成電池的首次效率降低。為了降低因鋰離子電池在首次充電過程中的不可逆容量所引起的電池容量的損失，提高電池的首次效率，目前已有一些文獻專利報道了一些解決方法。例如公開號為102916165A的中國專利申請?zhí)岬皆诙栊詺夥罩?，將有機鋰溶液噴灑或滴加于負極片表面，使有機鋰溶液中的鋰離子被還原成金屬鋰并嵌入負極片中，然后干燥負極片。該發(fā)明雖然通過將均勻有機鋰溶液噴灑或滴加在負極片的表面，實現(xiàn)了“濕法補鋰”，從而有效地避免干法補鋰時金屬鋰粉在空氣中的漂浮，保證生產(chǎn)安全，而且補鋰的量可以通過噴灑或滴加的有機鋰溶液的量、噴灑或滴加的時間來加以準(zhǔn)確控制，以達到均勻補鋰的目的，防止負極片的析 鋰和變形，提高電池的首次效率，進而提高電池的能量密度。但是由于該法的整個工藝過程都要在惰性氣氛中進行，導(dǎo)致工序復(fù)雜，對環(huán)境要求苛刻，增加負極極片的制作成本。再如公開號為103208612A的中國專利申請?zhí)岬揭环N向鋰離子電池負極片雙面連續(xù)補充鋰粉的方法，利用濾網(wǎng)振動灑粉結(jié)合靜電效應(yīng)的原理使得鋰粉能夠均勻、定量、精確地分散在負極片的上下兩個表面，并經(jīng)過輥壓操作將補上的鋰粉壓實到極片表面，從而對負極片起到補鋰的作用。該方法雖然能夠起到補鋰的作用，提高電池的容量，然而由于鋰粉較輕，在空氣中容易飄浮，會對操作人員造成較大的安全隱患。另外，申請?zhí)朖P2008038720的日本專利申請?zhí)岬嚼谜婵照翦兊姆椒ㄔ谪摌O片的表面蒸鍍一層金屬鋰層，雖然蒸鍍的金屬鋰層的厚度比金屬鋰片要薄，然而該過程中蒸鍍的金屬鋰層的厚度難以控制，而且整個過程必須在真空環(huán)境下進行，蒸發(fā)效率也較低，后續(xù)極片的處理也較復(fù)雜，生成成本較高。有鑒于此，確實有必要提供一種制備高容量鋰離子電池負極片的方法，該方法在負極制造過程中在負極片的粉末材料內(nèi)部、或者負極片的表面直接加入少量的金屬鋰的粉末、金屬屑、金屬絲或金屬線，然后和通常的工序同樣經(jīng)過壓光后和隔膜、正極片一起卷繞成電芯，裝入通常的軟包電池殼內(nèi)或鋁殼內(nèi)，之后注入電解液，經(jīng)過放置后，金屬鋰會因局部電池的原理發(fā)生溶解反應(yīng)，同時電極材料表面生成SEI膜，并且并有少部分的鋰離子嵌入活性材料的內(nèi)部，從而提高鋰離子電池的容量；并且能夠有效地避免利用鋰粉補鋰時鋰粉在空氣中的飄浮，保證生產(chǎn)安全，整個制備過程中工序簡單、對環(huán)境要求低、成本低、適合企業(yè)生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種鋰離子電池的負極片，其能提高鋰離子電池的容量。本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種鋰離子電池的隔膜，操作簡單，其能提高鋰離子電池的容量。上述第一個技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案解決：一種鋰離子電池的負極片包括負極集電片，負極集電片的至少一個表面上均涂覆有活性材料層，其特征在于，至少一個活性材料層的表面附有金屬鋰。所述金屬鋰的形狀為顆粒、絲狀或片狀。絲狀或片狀的金屬鋰排列成多個三角形或正方形或菱形或六角形或水平線段或垂直線段。當(dāng)鋰離子電池使用本發(fā)明負極片后，金屬鋰會因局部電池的原理發(fā)生溶解反應(yīng)，同時在負極片的活性材料層的表面生成SEI膜，并且有少部分的鋰離子嵌入活性材料的內(nèi)部，從而提高鋰離子電池的容量，以克服由于Sn、Si等材料存在較大的不可逆容量，而引起的制造的負極與正極容量的匹配不吻合，正極性能不能完全發(fā)揮等問題，使得鋰離子電池的容量得到了很大幅度地提高。因此，本發(fā)明能提高鋰離子電池的容量。本發(fā)明同時還提供了一種鋰離子電池的負極片的制造方法，具體為：在負極集電片上至少一個活性材料層的表面涂覆粘結(jié)劑，然后在粘結(jié)劑上分布金屬鋰，通過滾輪對金屬鋰施加壓力。滾輪的外周面經(jīng)過非粘結(jié)性處理。對滾輪的外周面進行非粘結(jié)性處理，具體是，使用氟樹脂膜包裹滾輪的外周面，或使用由氟樹脂制成的套環(huán)套住滾輪的外周面，或在滾輪表面涂覆含有氟樹脂顆粒的懸濁液后加熱固化形成氟樹脂薄膜。由上述方案可見，本發(fā)明鋰離子電池的負極片的制造方法，工序簡單。上述第二個技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案解決：一種鋰離子電池的隔膜，包括隔膜基體，其特征在于，在隔膜基體的相對負極片的一面附有金屬鋰。所述金屬鋰的形狀為顆粒、絲狀或片狀。絲狀或片狀的金屬鋰排列成多個三角形或正方形或菱形或六角形或水平線段或垂直線段。當(dāng)鋰離子電池使用本發(fā)明隔膜后，金屬鋰會因局部電池的原理發(fā)生溶解反應(yīng)，同時在負極片的活性材料層的表面生成SEI膜，并且有少部分的鋰離子嵌入活性材料的內(nèi)部，從而提高鋰離子電池的容量，以克服由于Sn、Si等材料存在較大的不可逆容量，而引起的制造的負極與正極容量的匹配不吻合，正極性能不能完全發(fā)揮等問題，使得鋰離子電池的容量得到了很大幅度地提高。因此，本發(fā)明能提高鋰離子電池的容量。隔膜基體可以是目前市面存在的隔膜，例如，PP(聚丙烯膜)、PE（聚乙烯膜）。即申請方案是在現(xiàn)有隔膜的表面進行添加金屬鋰。本發(fā)明同時還提供了一種鋰離子電池的隔膜的制造方法，具體為：在隔膜基體的相對負極片的一面涂覆粘結(jié)劑，然后在粘結(jié)劑上分布金屬鋰，通過滾輪對金屬鋰施加壓力。滾輪的外周面經(jīng)過非粘結(jié)性處理。對滾輪的外周面進行非粘結(jié)性處理，具體是，使用氟樹脂膜包裹滾輪的外周面，或使用由氟樹脂制成的套環(huán)套住滾輪的外周面，或在滾輪表面涂覆含有氟樹脂顆粒的懸濁液后加熱固化形成氟樹脂薄膜。由上述方案可見，本發(fā)明鋰離子電池的隔膜的制造方法，工序簡單?！靖綀D說明】圖1為實施例一負極片的剖視圖；圖2為實施例二隔膜的剖視圖；圖3為負極片或隔膜的金屬鋰的一種排列示意圖；圖4為負極片或隔膜的金屬鋰的另一種排列示意圖；圖5為負極片或隔膜的金屬鋰的另一種排列示意圖。【具體實施方式】實施例一如圖1所示，一種鋰離子電池的負極片包括負極集電片11，負極集電片的兩個表面上均涂覆有活性材料層12，其中一個活性材料層的表面附有金屬鋰2。在本實施例中，所述金屬鋰2的形狀為絲狀。如圖3所示，金屬鋰排列成多個垂直線段。上述負極片的制造方法，具體為：在負極集電片上所述其中一個活性材料層的表面涂覆粘結(jié)劑，然后在粘結(jié)劑上分布金屬鋰，使用外周面經(jīng)過非粘結(jié)性處理的滾輪對金屬鋰施加壓力以使金屬鋰更好地連接于活性材料層上。對滾輪的外周面進行非粘結(jié)性處理，具體是，使用氟樹脂膜包裹滾輪的外周面，或使用由氟樹脂制成的套環(huán)套住滾輪的外周面，或在滾輪表面涂覆含有氟樹脂顆粒的懸濁液后加熱固化形成氟樹脂薄膜。在制造過程中，涂覆有活性材料層的負極集電片的溫度控制在40-60℃或/和滾輪的溫度控制在10-30℃。當(dāng)然，金屬鋰可以排列成其他形狀；例如，如圖4所示，金屬鋰排列成多個水平線段；如圖5所示，金屬鋰排列成多個菱形；還可以具體是多個三角形或正方形或六角形。實施例二如圖2所示，一種鋰離子電池的隔膜，包括隔膜基體21，其特征在于，在隔膜基體21的相對負極片的一面附有金屬鋰2。在本實施例中，所述金屬鋰2的形狀為絲狀。如圖3所示，金屬鋰排列成多個垂直線段。上述負極片的制造方法，具體為：在隔膜基體的相對負極片的一面涂覆粘結(jié)劑，然后在粘結(jié)劑上分布金屬鋰，使用外周面經(jīng)過非粘結(jié)性處理的滾輪對金 屬鋰施加壓力以使金屬鋰更好地連接于隔膜基體上。對滾輪的外周面進行非粘結(jié)性處理，具體是，使用氟樹脂膜包裹滾輪的外周面，或使用由氟樹脂制成的套環(huán)套住滾輪的外周面，或在滾輪表面涂覆含有氟樹脂顆粒的懸濁液后加熱固化形成氟樹脂薄膜。在制造過程中，隔膜基體的溫度控制在40-60℃或/和滾輪的溫度控制在10-30℃；以增強粘結(jié)力。當(dāng)然，金屬鋰可以排列成其他形狀；例如，如圖4所示，金屬鋰排列成多個水平線段；如圖5所示，金屬鋰排列成多個菱形；還可以具體是多個三角形或正方形或六角形。本發(fā)明不局限于上述實施例，基于上述實施例的、未做出創(chuàng)造性勞動的簡單替換，應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明揭露的范圍。