CN112133874A - 锂电池及其应用 - Google Patents

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CN112133874A CN202011096852.7A CN202011096852A CN112133874A CN 112133874 A CN112133874 A CN 112133874A CN 202011096852 A CN202011096852 A CN 202011096852A CN 112133874 A CN112133874 A CN 112133874A
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Abstract

本发明公开了一种锂电池及其应用，其中，所述锂电池包括正极、负极和复合隔膜，所述复合隔膜设在所述正极和所述负极之间，并且所述复合隔膜包括：隔膜基体、无机陶瓷层和活性锂源涂层，所述无机陶瓷层设在所述隔膜基体的一侧表面上；所述活性锂源涂层设在所述隔膜基体上的与所述无机陶瓷层相对一侧的表面上，所述活性锂源涂层包括纳米活性锂源、纳米催化剂和粘结剂，并且所述活性锂源涂层靠近所述正极设置，其中，在首次使用所述锂电池前，预先将所述锂电池充电至电位不低于4.5V。该锂电池具有较高的首次库伦效率和耐高温性，使得装载有该锂电池的车辆具有长循环寿命和高安全性的优点。

Description

锂电池及其应用
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体涉及一种锂电池及其应用。
背景技术
锂离子电池具有高比能、高比功率、长循环寿命等优异特性，在3C消费领域及动力电池领域有广泛应用。
锂离子电池由正极、隔膜、负极、有机电解液、电池外壳组成。为了防止正负极材料短路，造成能量的剧烈释放，就需要用一种材料将正负极“隔离”开来，这就是隔离膜。隔离膜需要具有良好的离子通过性，主要是给锂离子开放通道，让其可以自由通过，同时又是电子的绝缘体，以实现正负极之间的绝缘。商业化的PE、PP隔膜在高温下有收缩的特性，会导致正负极直接接触短路的隐患，通过表面涂覆高熔点的无机陶瓷材料，可以显著提高锂离子电池的耐高温性能和安全性。
随着用户端对电池能量密度要求越来越高，高比容量的新型负极材料，如纳米硅、氧化亚硅材料、硅碳复合材料等开始慢慢进入应用阶段。但是当前的高比容负极材料普遍存在首次库伦效率低的问题，会消耗部分活性锂离子用于形成SEI层，导致电池实际能量密度达不到预期效果。为此，补锂技术应用而生。目前，相关研究主要集中在负极复合活性金属锂粉或者金属锂箔补锂，或者在正极复合活性锂化合物来实现补锂。但是，负极补锂采用的是单质态的金属锂，存在巨大的安全隐患；正极补锂材料比容量普遍偏低，实际补锂效果非常有限，且残留物会影响正极片微结构，对产品一致性、均匀性有不利影响。
专利(申请号201710949412.3)公开了一种双层隔膜设计，两层隔膜之间包含活性锂层，锂层材质为金属锂或锂合金，从而通过这种特殊隔膜来实现补锂的作用，但金属量或锂合金安全风险高。专利(申请号201811625066.4)公开了一种带有补锂涂层的电池隔膜，提供在隔膜表面涂覆Li5FeO4和富锂锰基固溶体材料，实现隔膜补锂的效果，但是，如前所述，这两种材料自身的比容量不高，补锂效果有限，且自身在补锂后有残留，影响电芯性能，实用性不高。专利(申请号201810568758.3)公开了一种补锂复合隔膜的制备方法，在基膜正极侧涂覆涂胶层，负极侧涂覆富含无机锂盐的补锂浆料，其锂源为常规的各种无机锂盐，包括碳酸锂、氢氧化锂、氯化锂、氟化锂等，但是这些锂盐的氧化电位都是高于电解液的分解电位，根本无法释放出活性的锂离子，而且专利中强调补锂层是处于负极侧，实际化学电位～0.1V，根本不满足分解释放锂离子的电化学条件。专利(申请号201610551220.2)公开了一种补锂复合隔膜、制备方法及应用，将金属锂粉涂覆在陶瓷隔膜的陶瓷面，直接采用锂粉做锂源，安全风险极高。
因此，现有锂电池的补锂技术有待改善。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种锂电池及其应用，由此实现了锂电池安全性提升和补锂的双重效果。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种锂电池。根据本发明的实施例，所述锂电池包括：
正极；
负极；
复合隔膜，所述复合隔膜设在所述正极和所述负极之间，并且所述复合隔膜包括：
隔膜基体；
无机陶瓷层，所述无机陶瓷层设在所述隔膜基体的一侧表面上；
活性锂源涂层，所述活性锂源涂层设在所述隔膜基体上的与所述无机陶瓷层相对一侧的表面上，所述活性锂源涂层包括纳米活性锂源、纳米催化剂和粘结剂，并且所述活性锂源涂层靠近所述正极设置，
其中，在首次使用所述锂电池前，预先将所述锂电池充电至电位不低于4.5V。
根据本发明实施例的锂电池，通过在锂电池的正极和负极之间设有包括隔膜基体、无机陶瓷层和活性锂源涂层的复合隔膜，其中，无机陶瓷层设在隔膜基体的一侧表面上，可以提升隔膜的热收缩性，从而提高锂电池的耐高温性能和安全性；活性锂源涂层设在隔膜基体上的与无机陶瓷层相对一侧的表面上，包括纳米活性锂源、纳米催化剂和粘结剂，并且靠近锂电池的正极设置，在首次使用锂电池前，预先将所述锂电池充电至电位不低于4.5V，此时靠近正极侧的电位较高，纳米活性锂源在纳米催化剂作用下与电解液反应释放出活性锂离子，同时释放出气体。该过程中释放的活性锂离子可以及时补充负极SEI层所消耗的锂离子，从而可以提升锂电池的首次库伦效率，且纳米活性锂源分解完全，无残留杂质，不会影响电芯的均匀性和一致性，此外，纳米活性锂源分解后，原来颗粒位置会残留孔洞，隔膜孔隙率提升，从而可以提升复合隔膜的保液率，改善锂电池的动力学性能。上述过程中释放的气体可以在二封工艺中排除，不会影响电芯性能。另外，由于所采用的纳米催化剂也属于无机陶瓷材料，并且是电化学惰性材料，当纳米活性锂源分解消耗后，纳米催化剂颗粒仍保留在隔膜基体表面，对复合隔膜的抗热收缩性有促进作用，可以显著提高锂电池的耐高温性能和安全性。由此，通过在隔膜基体两侧的表面上分别涂覆无机陶瓷层和活性锂源涂层，实现了锂电池安全性提升和补锂的双重效果。
另外，根据本发明上述实施例的锂电池还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述无机陶瓷层的厚度为1～10微米。由此，可以提升隔膜的热收缩性，从而提高锂电池的耐高温性能和安全性。
在本发明的一些实施例中，所述无机陶瓷层包括无机陶瓷颗粒，所述无机陶瓷颗粒包括氧化铝和勃姆石中的至少之一。由此，氧化铝和勃姆石具有很高的热稳定性、化学稳定性和耐腐蚀性，可以提升隔膜的热收缩性，从而提高锂电池的耐高温性能和安全性。
在本发明的一些实施例中，所述纳米活性锂源、所述纳米催化剂和所述粘结剂的质量比为(30％～99％)：(0.1％～50％)：(0.1％～20％)。由此，一方面可以催化纳米活性锂源与电解液的反应，实现补锂的效果，从而提升锂电池的首次库伦效率；另一方面，当纳米活性锂源分解消耗后，纳米催化剂颗粒仍保留在隔膜基体表面，对复合隔膜的抗热收缩性有促进作用，可以显著提高锂电池的耐高温性能和安全性。
在本发明的一些实施例中，所述活性锂源涂层的厚度为1～20微米。由此，一方面纳米活性锂源在纳米催化剂作用下与电解液反应释放出活性锂离子，可以实现补锂的效果，从而可以提升锂电池的首次库伦效率；另一方面，当纳米活性锂源分解消耗后，纳米催化剂颗粒仍保留在隔膜基体表面，对复合隔膜的抗热收缩性有促进作用，可以显著提高锂电池的耐高温性能和安全性。
在本发明的一些实施例中，所述纳米活性锂源的粒径为0.1～1000nm。由此，可以实现补锂的效果，从而可以提升锂电池的首次库伦效率。
在本发明的一些实施例中，所述纳米活性锂源包括纳米Li2CO3和纳米Li2C2O4中的至少之一。由此，利用其首次充电容量高的特性，可以实现补充活性锂源的目的，达到补锂的效果。
在本发明的一些实施例中，所述纳米催化剂的粒径为0.1～1000nm。由此，一方面可以催化纳米活性锂源与电解液的反应，实现补锂的效果，从而提升锂电池的首次库伦效率；另一方面，当纳米活性锂源分解消耗后，纳米催化剂颗粒仍保留在隔膜基体表面，对复合隔膜的抗热收缩性有促进作用，可以显著提高锂电池的耐高温性能和安全性。
在本发明的一些实施例中，所述纳米催化剂的化学式为ABx，其中A包括Co、Mn、Ni、Fe、Zn、Ti、V、Cu、Mo、Zr、Nb和Ru中的至少之一，B包括O、S、P、N、Se和As中的至少之一，X为0.2～2.5。由此，一方面可以催化纳米活性锂源与电解液的反应，实现补锂的效果，从而提升锂电池的首次库伦效率；另一方面，当纳米活性锂源分解消耗后，纳米催化剂颗粒仍保留在隔膜基体表面，对复合隔膜的抗热收缩性有促进作用，可以显著提高锂电池的耐高温性能和安全性。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种车辆。根据本发明的实施例，所述车辆具有上述的锂电池。由此，使得装载上述锂电池的车辆具有长循环寿命和高安全性的优点。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的锂电池结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种锂电池。根据本发明的实施例，参考图1，该锂电池包括：正极200、负极100和复合隔膜300。
需要说明的是，若无特殊限定，本申请的“正极200”和“负极100”均为本领域常规的正负极，此处不再赘述。
根据本发明的实施例，参考图1，复合隔膜300设在正极200和负极100之间，并且复合隔膜300包括隔膜基体30、无机陶瓷层31和活性锂源涂层32，其中无机陶瓷层31设在隔膜基体30的一侧表面上，优选地无机陶瓷层31包覆在隔膜基体30的一侧的整个表面上。发明人发现，通过将无机陶瓷层设在隔膜基体的一侧表面上，可以提升隔膜的热收缩性，从而提高锂电池的耐高温性能和安全性。进一步地，所述无机陶瓷层31的厚度为1～10微米。发明人发现，若无机陶瓷层过薄，复合隔膜的抗热收缩性不佳，无法有效提高锂电池的耐高温性和安全性；而若无机陶瓷层过厚，则会增加锂电池的内阻，使锂电池能量密度降低，同时提高了生产成本。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对无机陶瓷层31的具体类型进行选择，例如，无机陶瓷颗粒包括氧化铝和勃姆石中的至少之一。同时，本领域技术人员可以根据实际需要对隔膜基体30的具体类型进行选择，此处不再赘述。
根据本发明的实施例，参考图1，活性锂源涂层32设在隔膜基体30上的与无机陶瓷层31相对一侧的表面上，优选地活性锂源涂层32设在隔膜基体30上的与无机陶瓷层31相对一侧的整个的表面上，活性锂源涂层32包括纳米活性锂源、纳米催化剂和粘结剂，并且活性锂源涂层32靠近正极200设置。其中，在首次使用锂电池前，预先将锂电池充电至电位不低于4.5V。发明人发现，通过在首次使用锂电池前，预先将锂电池充电至电位不低于4.5V，此时靠近正极侧的电位较高，纳米活性锂源在纳米催化剂作用下与电解液反应释放出活性锂离子，同时释放出气体。该过程中释放的活性锂离子可以及时补充负极SEI层所消耗的锂离子，从而可以提升锂电池的首次库伦效率，且纳米活性锂源分解完全，无残留杂质，不会影响电芯的均匀性和一致性，此外，纳米活性锂源分解后，原来颗粒位置会残留孔洞，隔膜孔隙率提升，从而可以提升复合隔膜的保液率，改善锂电池的动力学性能。上述过程中释放的气体可以在二封工艺中排除，不会影响电芯性能。另外，由于所采用的纳米催化剂也属于无机陶瓷材料，并且是电化学惰性材料，当纳米活性锂源分解消耗后，纳米催化剂颗粒仍保留在隔膜基体表面，对复合隔膜的抗热收缩性有促进作用，可以显著提高锂电池的耐高温性能和安全性。
进一步地，上述形成活性锂源涂层32中所述纳米活性锂源、所述纳米催化剂和所述粘结剂的质量比为(30％～99％)：(0.1％～50％)：(0.1％～20％)。发明人发现，若活性锂源的含量越高，补锂效果即库伦效率的提升越高；纳米催化剂粒径一定时，含量越高催化效果越明显，但是过高的催化剂含量会导致活性锂源比例不足，反而会影响库伦效率的提升；粘结剂仅起到粘结的作用，在保证粘结效果前提下，比例越低，活性锂源比例越高，库伦效率的提升越明显。由此，采用本申请范围的质量比，一方面可以催化纳米活性锂源与电解液的反应，实现补锂的效果，从而提升锂电池的首次库伦效率；另一方面，当纳米活性锂源分解消耗后，纳米催化剂颗粒仍保留在隔膜基体表面，对复合隔膜的抗热收缩性有促进作用，可以显著提高锂电池的耐高温性能和安全性。所述活性锂源涂层32的厚度为1～20微米，优选为2～10微米。发明人发现，若活性锂源涂层过厚，电解液难以充分浸润涂层，影响活性锂源的分解，从而不利于活性锂的释放；而若活性锂源涂层过薄，补锂效果不佳，无法有效提升锂电池的首次库伦效率。所述纳米活性锂源的粒径为0.1～1000nm，优选为10～100nm。发明人发现，若纳米活性锂源的粒径过大，则无法保证催化剂与活性锂源颗粒的有效接触，即催化剂无法实现催化作用；而若纳米活性锂源的粒径过小，纳米活性锂源颗粒极易团聚，难以与催化剂实现有效均匀分散。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对纳米活性锂源的具体类型进行选择，例如，纳米活性锂源包括纳米Li2CO3和纳米Li2C2O4中的至少之一。
进一步地，纳米催化剂的化学式为ABx，其中A包括Co、Mn、Ni、Fe、Zn、Ti、V、Cu、Mo、Zr、Nb和Ru中的至少之一，B包括O、S、P、N、Se和As中的至少之一，X为0.2～2.5。所述纳米催化剂的粒径为0.1～1000nm，优选为10～100nm。发明人发现，若纳米催化剂的粒径过大，则单位质量的催化剂颗粒数量较少，难以和活性锂源颗粒实现均匀分散，导致部分活性锂源颗粒周围无催化剂分布，进而无法有效分解释放活性锂；而若纳米催化剂的粒径过小，则纳米催化剂颗粒极易团聚成大的二次颗粒，实际效果与直接采用大颗粒催化剂类似。
另外，本领域技术人员可以根据实际需要对粘结剂的具体类型进行选择，例如，粘结剂为PVDF。
发明人发现，通过在锂电池的正极和负极之间设有包括隔膜基体、无机陶瓷层和活性锂源涂层的复合隔膜，其中，无机陶瓷层设在隔膜基体的一侧表面上，可以提升隔膜的热收缩性，从而提高锂电池的耐高温性能和安全性；活性锂源涂层设在隔膜基体上的与无机陶瓷层相对一侧的表面上，包括纳米活性锂源、纳米催化剂和粘结剂，并且靠近锂电池的正极设置，在首次使用锂电池前，预先将所述锂电池充电至电位不低于4.5V，此时靠近正极侧的电位较高，纳米活性锂源在纳米催化剂作用下与电解液反应释放出活性锂离子，同时释放出气体。该过程中释放的活性锂离子可以及时补充负极SEI层所消耗的锂离子，从而可以提升锂电池的首次库伦效率，且纳米活性锂源分解完全，无残留杂质，不会影响电芯的均匀性和一致性，此外，纳米活性锂源分解后，原来颗粒位置会残留孔洞，隔膜孔隙率提升，从而可以提升复合隔膜的保液率，改善锂电池的动力学性能。上述过程中释放的气体可以在二封工艺中排除，不会影响电芯性能。另外，由于所采用的纳米催化剂也属于无机陶瓷材料，并且是电化学惰性材料，当纳米活性锂源分解消耗后，纳米催化剂颗粒仍保留在隔膜基体表面，对复合隔膜的抗热收缩性有促进作用，可以显著提高锂电池的耐高温性能和安全性。由此，通过在隔膜基体两侧的表面上分别涂覆无机陶瓷层和活性锂源涂层，实现了锂电池安全性提升和补锂的双重效果。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种车辆。根据本发明的实施例，所述车辆具有上述的锂电池。由此，使得装载上述具有高首次库伦效率和耐高温性的锂电池的车辆具有长循环寿命和高安全性的优点。需要说明的是，上述针对锂电池所描述的特征和优点同样适用于该车辆，此处不再赘述。
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
一种带有阴极活性锂源的锂离子电池陶瓷隔膜，在商业PP/勃姆石(9+2μm)隔膜基材上涂布活性锂源涂层，该涂层材料的质量组成为88％Li2CO3+10％NiO+2％PVDF，其中Li2CO3颗粒尺寸分布范围20～50nm，NiO颗粒尺寸分布范围10～30nm，涂布方式不限，典型的采用微凹版涂布工艺。干燥后涂层厚度测试～3μm，采用压汞法测试隔膜孔隙率为34％。利用该隔膜组装纽扣式电池，电池组成为正极壳|不锈钢垫片|涂炭铝箔|复合隔膜|锂片|不锈钢垫片|弹簧片|负极壳，其中隔膜上涂布了活性锂源一侧靠近涂炭铝箔，涂炭铝箔的作用是保证隔膜活性涂层与集流体之间的电子导电性，电解液采用成熟商业电解液(典型地，溶剂由EC、DEC、DMC、EMC、PC混合组成，溶质为LiPF6，浓度为1mol/L)。在130摄氏度下进行复合隔膜的热收缩率测试，测得的热收缩率为1.19％。在0.1C的电流密度下充电至4.5V，首次充电比容量为618mAh/g(充电容量/活性涂层质量)。电池拆解后，取出隔膜，测试孔隙率为44％。
实施例2
一种带有阴极活性锂源的锂离子电池陶瓷隔膜，在商业PP/勃姆石(9+2μm)隔膜基材上涂布活性锂源涂层，该涂层材料的质量组成为88％Li2C2O4+10％Co3O4+2％PVDF，其中Li2C2O4颗粒尺寸分布范围15～40nm，Co3O4颗粒尺寸分布范围10～20nm，涂布方式同实施例1。干燥后涂层厚度测试～3μm，采用压汞法测试隔膜孔隙率为35％。利用该隔膜组装纽扣式电池，电池组成为正极壳|不锈钢垫片|涂炭铝箔|复合隔膜|锂片|不锈钢垫片|弹簧片|负极壳，其中隔膜上涂布了活性锂源一侧靠近涂炭铝箔，涂炭铝箔的作用是保证隔膜活性涂层与集流体之间的电子导电性，电解液采用成熟商业电解液(典型地，溶剂由EC、DEC、DMC、EMC、PC混合组成，溶质为LiPF6，浓度为1mol/L)。在130摄氏度下进行复合隔膜的热收缩率测试，测得的热收缩率为1.07％。在0.1C的电流密度下充电至4.5V，首次充电比容量为451mAh/g(充电容量/活性涂层质量)。电池拆解后，取出隔膜，测试孔隙率为43％。
对比例1
在商业PP/勃姆石(9+2μm)隔膜基材上涂布一层质量组成为98％Li2CO3+2％PVDF的涂层，其中Li2C2O4颗粒尺寸分布范围15～40nm，Co3O4颗粒尺寸分布范围10～20nm，涂布方式同实施例1。干燥后涂层厚度测试～3μm，采用压汞法测试隔膜孔隙率为35％。利用该隔膜组装纽扣式电池，电池组成为正极壳|不锈钢垫片|涂炭铝箔|复合隔膜|锂片|不锈钢垫片|弹簧片|负极壳，其中隔膜上涂布了活性锂源一侧靠近涂炭铝箔，涂炭铝箔的作用是保证隔膜活性涂层与集流体之间的电子导电性，电解液采用成熟商业电解液(典型地，溶剂由EC、DEC、DMC、EMC、PC混合组成，溶质为LiPF6，浓度为1mol/L)。在130摄氏度下进行复合隔膜的热收缩率测试，测得的热收缩率为0.7％。在0.1C的电流密度下充电至4.5V，无容量发挥。电池拆解后，取出隔膜，测试孔隙率为36％。
Figure BDA0002724042010000081
实施例3
以实施例1所述复合隔膜作为隔膜，以NCM811为正极(比容量190mAh/g)、石墨/SiO混合物为负极(比容量550mAh/g)，N/P设计值为1.1，组装成软包电池。电芯组装后，以0.1C充电至4.5V，再0.2C放电至2.8V，首次充电容量7.52Ah，首次放电容量5.82Ah，首次库伦效率为77.39％；随后电芯进行二封除气封口后，在0.2C恒流充电至4.25V，然后分别以0.2C、0.5C、1C放电至2.5V，放电容量分别为5.71、5.29、5.05Ah。
实施例4
以实施例2所述复合隔膜作为隔膜，以NCM811为正极(比容量190mAh/g)、石墨/SiO混合物为负极(比容量550mAh/g)，N/P设计值为1.1，组装成软包电池。电芯组装后，以0.1C充电至4.5V，再0.2C放电至2.8V，首次充电容量7.36Ah，首次放电容量5.64Ah，首次库伦效率为76.63％；随后电芯进行二封除气封口后，在0.2C恒流充电至4.25V，然后分别以0.2C、0.5C、1C放电至2.5V，放电容量分别为5.52、5.11、4.84Ah。
对比例2
以对比例1所述复合隔膜作为隔膜，以NCM811为正极(比容量190mAh/g)、石墨/SiO混合物为负极(比容量550mAh/g)，N/P设计值为1.1，组装成软包电池。电芯组装后，以0.1C充电至4.5V，再0.2C放电至2.8V，首次充电容量6.73Ah，首次放电容量5.13Ah，首次库伦效率为76.22％；随后电芯进行二封除气封口后，在0.2C恒流充电至4.25V，然后分别以0.2C、0.5C、1C放电至2.5V，放电容量分别为5.04、4.62、4.35Ah。
Figure BDA0002724042010000091
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种锂电池，其特征在于，包括：
正极；
负极；
复合隔膜，所述复合隔膜设在所述正极和所述负极之间，并且所述复合隔膜包括：
隔膜基体；
无机陶瓷层，所述无机陶瓷层设在所述隔膜基体的一侧表面上；
活性锂源涂层，所述活性锂源涂层设在所述隔膜基体上的与所述无机陶瓷层相对一侧的表面上，所述活性锂源涂层包括纳米活性锂源、纳米催化剂和粘结剂，并且所述活性锂源涂层靠近所述正极设置，
其中，在首次使用所述锂电池前，预先将所述锂电池充电至电位不低于4.5V。
2.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述无机陶瓷层的厚度为1～10微米；
任选地，所述无机陶瓷层包括无机陶瓷颗粒，所述无机陶瓷颗粒包括氧化铝和勃姆石中的至少之一。
3.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述纳米活性锂源、所述纳米催化剂和所述粘结剂的质量比为(30％～99％)：(0.1％～50％)：(0.1％～20％)。
4.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述活性锂源涂层的厚度为1～20微米。
5.根据权利要求1或3所述的锂电池，其特征在于，所述纳米活性锂源的粒径为0.1～1000nm。
6.根据权利要求1或3所述的锂电池，其特征在于，所述纳米活性锂源包括纳米Li2CO3和纳米Li2C2O4中的至少之一。
7.根据权利要求1或3所述的锂电池，其特征在于，所述纳米催化剂的粒径为0.1～1000nm。
8.根据权利要求1或3所述的锂电池，所述纳米催化剂的化学式为ABx，其中A包括Co、Mn、Ni、Fe、Zn、Ti、V、Cu、Mo、Zr、Nb和Ru中的至少之一，B包括O、S、P、N、Se和As中的至少之一，X为0.2～2.5。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆具有权利要求1-8中任一项所述的锂电池。
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