CN104882630B - 一种锂离子电池裸电芯及含有该裸电芯的锂离子电池的制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池裸电芯及含有该裸电芯的锂离子电池的制备方法 Download PDF

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Abstract

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。

Description

一种锂离子电池裸电芯及含有该裸电芯的锂离子电池的制备 方法
技术领域
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裸电芯及含有该裸电芯的锂离子电池的制备方法。
背景技术
锂离子电池具有高能量密度、高电压、低自放电和重量轻等优点，因此被广泛应用于笔记本电脑、数码相机、手机、MP3等各种便携式移动电子设备中。随着便携式移动电子设备向小型化、多功能化的发展，人们对锂离子二次电池的能量密度要求越来越高。由于锂离子电池在化成的过程中，需要形成固体电解质(SEI)膜，从而消耗了由阴极提供的Li+，带来了电池的容量损失，影响了能量密度的提升。对于石墨体系而言，首次化成会带来约10％的能量损失；对于一些高容量的合金阳极材料，如硅基、锡基及Sn-Co-Al复合材料等，首次效率甚至只有60％～80％，严重影响了合金材料的实际应用和推广。
为了较大幅度地提高电芯的能量密度，需要提高电芯的首次库伦效率。因此国内外专家展开了广泛的研究，并取得了一些成果：中国专利申请公开号为CN1177417A的专利采用将金属锂片覆盖在阳极片(采用整片箔材作为集流体)表面，然后卷绕制成电池，再灌注电解液的方法制备富锂锂离子电池。使用该方法补锂时，由于现有工艺无法生产厚度较薄的金属锂片，因此往往导致阳极片能够吸收的锂量远远小于金属锂片提供的锂量，使得补锂过量、电芯出现析锂、循环性能差等问题。公开号为CN103199217A的中国专利提出，采用打孔后的金属锂片覆盖在阳极片表面，然后卷绕制成电池，再灌注电解液的方法制备富锂锂离子电池，有效地解决了无法生产出足够薄的金属锂片的问题。
但是以上这些通过富锂手段提高电池首次效率、进而提高电池容量的方法，在电池制备过程中，注液后随着电解液的浸润，富锂物质与被富锂电极之间形成离子通道和电子通道时，将在被富锂物质颗粒表面自发的形成固体电解质膜(SEI膜)，该SEI膜的成膜过程为不可控过程，形成的SEI膜组成及结构一致性差，因此制备得到的电芯循环性能较差。
有鉴于此，确有必要开发一种新的锂离子电池及其制备方法，不仅能对整个电池体系进行富锂，同时又能够形成结构性能一致性好的SEI膜，最终制备得到性能优良的电池。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的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。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
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；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。
作为本发明锂离子电池裸电芯的一种改进，其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(如1,4-丁基二锂、1,6-己基二锂等)中至少一种。
作为本发明锂离子电池裸电芯的一种改进，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。
作为本发明锂离子电池裸电芯的一种改进，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，包括聚丙烯、聚乙烯、共聚乙丙烯、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2μm～50μm。
作为本发明锂离子电池裸电芯的一种改进，所述多孔结构层的等效孔直径(等效孔直径是指将孔面积换算成一个圆面积时，所述圆的直径)不超过4cm；两孔边缘之间的连续富锂层宽度不超过4cm。
作为本发明锂离子电池裸电芯的一种改进，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。
作为本发明锂离子电池裸电芯的一种改进，将所述隔离膜与所述多孔结构层进行复合时，复合力为0.01MPa～10MPa；所述复合方式为隔离膜单面复合或双面复合。
作为本发明锂离子电池裸电芯的一种改进，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)μm；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。
本发明还包括一种使用上述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-1)μm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0.01MPa～10MPa，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℃～90℃，充电电流为0.01C～5C(C为电池容量值，例如，若电池容量为1500mAh，则1C即为1500mA的电流)，化成时对电芯施加的压力为0～0.5MPa，充电SOC(即充电状态，10％SOC即为电池充电制10％的容量时的状态)为3％～90％；
步骤4，嵌锂：对步骤3得到的电芯施加0.5MPa～5.0MPa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。
作为本发明制备锂离子电池的方法的一种改进，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)μm的多孔富锂层，复合时的面压为0.1MPa～3MPa；步骤4所述对电芯施加面压为0.5MPa～2.0MPa，温度为20℃～100℃，时间为10min～48h。
与传统裸电芯结构相比，本发明的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(因为此类直接接触的嵌锂过程是不可控过程)；同时，通过可控的充电化成流程，在浸润充分的阳极活性物质表面形成结构及性均一的SEI膜；待SEI膜通过可控的充电过程形成后，再对电芯施加压力，使得富锂物质层与阳极活性物质之间充分接触，形成电子通道，在阳极与富锂物质层之间的电势差的驱动下，富锂物质层中的锂源自发的向阳极活性物质之间嵌入；最后得到容量、循环性能更加优良的富锂锂离子电池。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明及其有益效果进行详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
比较例1，富锂裸电芯的制备：选择硅碳复合物为阳极活性物质，与导电剂、粘接剂及去离子水搅拌均匀得到浆料，之后涂敷在铜集流体上，冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待用；选择钴酸锂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、贴胶后干燥待用；以金属锂带为富锂源、按照全电池首次效率为95％的容量关系选择锂带，之后采用2MPa的面压将锂带复合在烘干后的阳极表面；将上述阴极片、富锂阳极片卷绕得到裸电芯。
SEI膜的形成：将上述裸电芯封装于铝塑膜中得到顶封后的电芯；按照EC:DEC:PC:VC:FEC＝35:35:30:1:5(VC、FEC为添加剂)的质量关系、选择LiPF6为锂盐配置电解液备用；将上述电解液注入上述顶封后的电芯中真空封装；于35℃环境中放置24h使得电解液充分浸润；过程中随着电解液的浸润，由于阳极表面附着的富锂物质与阳极活性物质之间存在电压差，将自动促使阳极活性物质颗粒表面SEI的生成；
成品电芯制备：将上述制得的电芯进行整形、除气制得成品电芯。
比较例2，富锂裸电芯的制备：选择硅碳复合物为阳极活性物质，与导电剂、粘接剂及去离子水搅拌均匀得到浆料，之后涂敷在铜集流体上，冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待用；选择钴酸锂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、贴胶后干燥待用；以多孔金属锂带为富锂源(孔形状为圆形，孔直径为0.4cm，两孔边缘之间的距离(孔间距)为1cm)、按照全电池首次效率为95％的容量关系选择锂带，之后采用2MPa的面压将锂带复合在烘干后的阳极表面；将上述阴极片、富锂阳极片卷绕得到裸电芯。
SEI膜的形成：将上述裸电芯封装于铝塑膜中得到顶封后的电芯；按照EC:DEC:PC:VC:FEC＝35:35:30:1:5(VC、FEC为添加剂)的质量关系、选择LiPF6为锂盐配置电解液备用；将上述电解液注入上述顶封后的电芯中真空封装；于35℃环境中放置24h使得电解液充分浸润；过程中随着电解液的浸润，由于阳极表面附着的富锂物质与阳极活性物质之间存在电压差，将自动促使阳极活性物质颗粒表面SEI的生成；
成品电芯制备：将上述制得的电芯进行整形、除气制得成品电芯。
实施例1，与比较例2不同的是，本实施例包括以下步骤：
复合隔离膜制备：选择金属锂带为富锂物质，对其进行打孔，孔形状为圆形，孔直径为0.4cm，孔间距为1cm，再进行滚压，使得金属锂带上的毛刺小于5μm；之后与厚度为12μm的隔离膜复合，复合面压为1MPa，最终得到复合隔离膜。
待化成电芯制备：选择硅碳复合物为阳极活性物质，与导电剂、粘接剂及去离子水搅拌均匀得到浆料，之后涂敷在铜集流体上，冷压、分条、焊接、贴胶后干燥待用；选择钴酸锂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、贴胶后干燥待用；将上述的复合隔离膜与阴极片、阳极片卷绕得到裸电芯(多孔富锂层介于阳极片与隔离膜之间)，选择铝塑膜为包装袋，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。
SEI膜生成：将上述浸润充分的电芯，于70℃下化成，施加压力为0.05MPa，充电电流为0.2C，充电SOC为40％，使得阳极表面形成SEI膜。
嵌锂：对上述形成SEI膜的电芯，施加0.8MPa的面压，再放置于60℃环境中静置8h，使得锂带与阳极片之间形成紧密的电子通道，此时在锂带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。
其余与比较例2相同，不再赘述。
实施例2，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
复合隔离膜制备：选择金属锂带为富锂物质，对其进行打孔，孔形状为圆形，孔直径为4cm，孔间距为4cm，再进行滚压，使得金属锂带上的毛刺小于20μm；之后与厚度为50μm的隔离膜复合，复合面压为10MPa，最终得到复合隔离膜。
待化成电芯制备：同实施例1。
SEI膜生成：将上述浸润充分的电芯，于90℃下化成，施加压力为0.5MPa，充电电流为5C，充电SOC为60％，使得阳极表面形成SEI膜。
嵌锂：对上述形成SEI膜的电芯，施加5MPa的面压，再放置于100℃环境中静置1h，使得锂带与阳极片之间形成紧密的电子通道，此时在锂带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。
其余与实施例1相同，不再赘述。
实施例3，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
复合隔离膜制备：选择金属锂带为富锂物质，对其进行打孔，孔形状为圆形，孔直径为2cm，孔间距为2cm，再进行滚压，使得金属锂带上的毛刺小于10μm；之后与厚度为20μm的隔离膜复合，复合面压为3MPa，最终得到复合隔离膜。
待化成电芯制备：同实施例1。
SEI膜生成：将上述浸润充分的电芯，于85℃下化成，施加压力为0.1MPa，充电电流为1C，充电SOC为50％，使得阳极表面形成SEI膜。
嵌锂：对上述形成SEI膜的电芯，施加2MPa的面压，再放置于70℃环境中静置4h，使得锂带与阳极片之间形成紧密的电子通道，此时在锂带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。
其余与实施例1相同，不再赘述。
实施例4，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
复合隔离膜制备：选择金属锂带为富锂物质，对其进行打孔，孔形状为正方形，等效孔直径为0.9cm，孔间距为1.6cm，再进行滚压，使得金属锂带上的毛刺小于2μm；之后与厚度为6μm的隔离膜复合，复合面压为0.5MPa，最终得到复合隔离膜。
待化成电芯制备：同实施例1。
SEI膜生成：将上述浸润充分的电芯，于70℃下化成，施加压力为0.07MPa，充电电流为0.5C，充电SOC为40％，使得阳极表面形成SEI膜。
嵌锂：对上述形成SEI膜的电芯，施加1MPa的面压，再放置于20℃环境中静置48h，使得锂带与阳极片之间形成紧密的电子通道，此时在锂带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。
其余与实施例1相同，不再赘述。
实施例5，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
复合隔离膜制备：选择金属锂带为富锂物质，对其进行打孔，孔形状为三角形，有效孔直径为0.1cm，孔间距为0.5cm，再进行滚压，使得金属锂带上的毛刺小于2μm；选择2μm厚度的隔离膜作为基体，对其表面涂敷一层厚度为4μm的陶瓷层，之后涂敷一层厚度为2μm的PVDF层得到陶瓷与PVDF处理后的隔离膜，烘干后与上述多孔金属锂带复合得到复合隔离膜，复合面压为0.01MPa。
对其进行打孔，孔形状为三角形，有效孔直径为0.1cm，孔间距为0.5cm，再进行滚压，使得金属锂带上的毛刺小于2μm；选择2μm厚度的隔离膜作为基体，对其表面涂敷一层厚度为4μm的陶瓷层，之后涂敷一层厚度为2μm的PVDF层得到陶瓷与PVDF处理后的隔离膜，烘干后与上述多孔金属锂带复合得到复合隔离膜，复合面压为0.01MPa。
待化成电芯制备：同实施例1。
SEI膜生成：将上述浸润充分的电芯，于10℃下化成，施加压力为0.04MPa，充电电流为0.01C，充电SOC为3％，使得阳极表面形成SEI膜。
嵌锂：对上述形成SEI膜的电芯，施加0.5MPa的面压，再放置于40℃环境中静置24h，使得锂带与阳极片之间形成紧密的电子通道，此时在锂带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。
其余与实施例1相同，不再赘述。
实施例6，与实施例1不同的是，本实施例包括如下步骤：
复合隔离膜制备：选择粒径为50μm的金属锂粉为富锂源；选择30μm厚度的隔离膜作为基体，对其表面涂敷一层厚度为4μm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，再采用0.8MPa的面压将锂粉滚压在隔离膜表面形成多孔富锂层。
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；选择磷酸铁锂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、贴胶后干燥待用；将上述的复合隔离膜与阴极片、阳极片卷绕得到裸电芯(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。
SEI膜生成：将上述浸润充分的电芯，于70℃下化成，施加压力为0.05MPa，充电电流为0.2C，充电SOC为90％，使得阳极表面形成SEI膜。
嵌锂：对上述形成SEI膜的电芯，施加0.8MPa的面压，再放置于60℃环境中静置8h，使得锂带与阳极片之间形成紧密的电子通道，此时在锂带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。
其余与实施例1相同，不再赘述。
实施例7，与实施例6不同的是，本实施例包括如下步骤：
复合隔离膜制备：选择粒径为30μm的金属锂粉配置得到的浆料为富锂源；选择30μm厚度的隔离膜作为基体，对其表面涂敷一层厚度为4μm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1MPa的面压将锂粉滚压在隔离膜表面形成多孔富锂层。
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。
SEI膜生成：将上述浸润充分的电芯，于70℃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。
嵌锂：对上述形成SEI膜的电芯，施加0.8MPa的面压，再放置于60℃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。
其余与实施例6相同，不再赘述。
表征及测试：
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℃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0.05C；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。
取100只实施例7中电芯，在35℃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。
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℃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D0；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η＝D499/D0*100％，所得结果见表1。
取5只实施例7中电芯，，于35℃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D0；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η＝D499/D0*100％，所得结果见表1。
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
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。
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。

Claims (9)

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；
其制备方法包括如下步骤：
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-1)μm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0.01MPa～10MPa，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℃～90℃，充电电流为0.01C～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～5.0MPa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。
2.一种权利要求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、富锂有机物中至少一种。
3.一种权利要求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，包括聚丙烯、聚乙烯、共聚乙丙烯、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2μm～50μm。
5.一种权利要求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。
6.一种权利要求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孔直径不超过2cm；两孔边缘之间的连续富锂层宽度不超过2cm。
7.一种权利要求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0.01MPa～10MPa；所述复合方式为隔离膜单面复合或双面复合。
8.一种权利要求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)μm；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。
9.一种权利要求1所述的的锂离子电池裸电芯，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)μm的多孔富锂层，复合时的面压为0.1MPa～3MPa；步骤4对电芯施加面压为0.5MPa～2.0MPa，温度为20℃～100℃，时间为10min～48h。
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