CN112331928A - 一种负极补锂极片及锂离子电池 - Google Patents

一种负极补锂极片及锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种补锂极片及锂离子电池。该补锂极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层；在负极活性材料层远离负极集流体的表面上呈阵列排布有若干补锂区；极片化成后，若干补锂区残留的补锂氧化层在负极活性材料层上的投影面积之和S1与负极活性材料层的面积S0的比值S1/S0为30％～99％。本申请所提供的补锂极片中，通过阵列排布的补锂区有效改善极片散热性及浸润电解液的性能，同时增加了电芯拐角间隙，为极片膨胀预留空间，提高电池的使用安全和稳定性。

Description

一种负极补锂极片及锂离子电池
技术领域
本申请涉及电池领域，尤其涉及一种负极补锂极片及锂离子电池。
背景技术
随着新能源汽车的普及，对锂离子动力电池的需求也日益增加；同时，对动力电池性能的要求也越来越高，不但要求电池既要有快速充电的能力，还要有较高的能量密度、较好的长循环性能和稳定性。
预补锂技术不仅可以弥补阳极的首效损失，还能提供额外的锂源，有助于提升锂离子电池的能量密度及循环性能。但是，极片补锂技术还有待于进一步改进和优化。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种负极补锂极片及锂离子电池，以提高极片补锂的效果。
为了达到上述目的，本申请的第一方面提供了一种负极补锂极片，包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层；所述负极活性材料层远离所述负极集流体的表面上呈阵列排布有若干补锂区；所述补锂极片浸润电解液后，若干补锂区残留的补锂氧化层在负极活性材料层上的投影面积之和S1与负极活性材料层的面积S0的比值S1/S0为30％～99％，优选为40％～98％。
本申请的第二方面提供了一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔于所述正极极片和所述负极极片之间的隔离膜、电解液，所述负极极片为本申请第一方面所提供的负极补锂极片。
相对于现有技术，本申请至少包括如下所述的有益效果：
1、本申请实施方式所提供的负极补锂极片中，呈阵列排布的若干补锂区非连续地分布于负极极片的活性材料层上，因而，在极片表面形成了间隔排布的补锂区和非补锂区。一方面，非补锂区提供了长程有序的通风通道，在补锂工艺过程中，可带走补锂材料与极片之间的反应热量，减小安全风险。另一方面，非补锂区的存在也有助于极片表面锂层的扩散，给锂离子的嵌入提供通道，使其在电解液中可以更快地浸润到极片表面。再一方面，补锂极片浸润电解液后，补锂区残留的补锂氧化层对锂离子传输有一定的不利影响，非补锂区的存在有助于减弱上述影响。
2、呈阵列排布的若干补锂区本身具备一定高度，可近似地看作为凸点，从而在裸电芯拐角处形成一定间隙，在电池循环过程中为极片的膨胀提供可使用的空间。一方面，可避免缓解极片膨胀引起的极片断裂、甚至刺穿隔离膜的安全风险。另一方面，也可保证拐角处的空气流通，利于散热，防止因为空气流通不畅导致卷绕后的补锂电芯拐角发黑的问题，从而提高补锂电池的锂利用率，最终改善电池的性能。
3、通过S1/S0比值的合理控制，确保了上述补锂效果的实现。当S1/S0在本申请所限定范围内时，活性物质与锂层反应热可控，不会因补锂区覆盖面积过大导致锂层与活性物质接触面积增加导致发热不可控；也不会因非补锂区面积过大导致化成界面出现未嵌入的锂层。非补锂区可提供大小合适的通道供空气流通，将活性物质与锂层发生反应的热量带走，降低极片温度；同时能够保证锂层在活性物质表面有效扩散，降低锂层无法完全嵌入活性物质层的风险。
具体实施方式
下面详细说明根据本申请的锂离子电池。
本申请的第一方面所提供的负极补锂极片，包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层；所述负极活性材料层远离所述负极集流体的表面上呈阵列排布有若干补锂区；所述极片化成后，若干补锂区残留的补锂氧化层在负极活性材料层上的投影面积之和S1与负极活性材料层的面积S0的比值S1/S0为30％～99％，优选40％～98％。
在本申请实施方式所提供的负极补锂极片中，呈阵列排布的若干补锂区非连续地分布于负极极片的活性材料层上，因而，在极片表面形成了间隔排布的补锂区和非补锂区。一方面，非补锂区提供了长程有序的通风通道，在补锂工艺过程中，可带走补锂材料与极片之间的反应热量，减小安全风险。另一方面，非补锂区的存在也有助于极片表面锂层的扩散，给锂离子的嵌入提供通道，使其在电解液中可以更快地浸润到极片表面。再一方面，补锂极片浸润电解液后，补锂区残留的补锂氧化层对锂离子传输有一定的不利影响，非补锂区的存在也有助于消除上述影响，从而提高电池倍率性能。
同时，呈阵列排布的若干补锂区本身具备一定高度，可近似地看作为凸点，从而在裸电芯拐角处形成一定间隙，在电池循环过程中对极片的膨胀提供可使用的供膨胀空间。一方面，可避免缓解极片膨胀引起的极片断裂、甚至刺穿隔离膜的安全风险。另一方面，也可保证拐角处的空气流通，利于散热，防止因为空气流通不畅导致卷绕后的补锂电芯拐角发黑的问题，从而提高补锂电池的锂利用率，最终改善电池的性能。
此外，通过S1/S0比值的合理控制，确保了上述补锂效果的实现。当S1/S0在本申请限定范围内时，活性物质与锂层反应热可控，不会因补锂区覆盖面积S1过大导致锂层与活性物质接触面积增加导致发热不可控；也不会因非补锂区面积过大导致化成界面出现未嵌入的锂层。非补锂区可提供大小适当的通道供空气流通，将活性物质与锂层发生反应的热量带走，降低极片温度；同时可保证锂层在活性物质表面有效扩散，降低锂层无法完全嵌入活性物质层的风险。
进一步地，所述负极活性材料层中的负极活性物质包含硅基材料，所述补锂区的厚度为0.5μm～30μm，优选0.5μm～15μm。此时，补锂区锂层与活性物质层压实程度适中，接触效果较佳，电解液浸润效果较好，能在电芯拐角处形成一定的间隙，给极片在循环过程中的膨胀预留膨胀空间，更好地改善电芯的安全性能和循环性能。
进一步地，所述补锂区的形状选自长方形、正方形、圆形或菱形。呈阵列排布的长方形、正方形、圆形或菱形补锂区更易于在极片表面形成间隔排布的补锂区和空白区，进而提供长程有序的通道，以获得更好的补锂效果。
进一步地，当补锂区为正方形补锂区，正方形补锂区的边长为20μm～5000μm，优选为30μm～1500μm；相邻两个正方形补锂区之间的距离为10μm～2000μm，优选为30μm～1500μm。当补锂区为圆形补锂区，圆形补锂区的半径为8μm～700μm，优选10μm～500μm；相邻两个圆形补锂区的中心之间的距离与圆形直径的差(即相邻两个圆形补锂区的最短距离)为10μm～1000μm，优选为10μm～500μm。当正方形或圆形补锂区的边长/半径、距离在上述范围中，非补锂区所提供的导热通道充足，锂层与活性物质层浸润效果也良好，保证锂层浸润效果，有利于降低电芯内阻，改善电芯循环性能；电解液通过非补锂区域流动，并且锂层在活性物质表面易于扩散，活性物质与锂层反应热可控，化成后锂层厚度适中，改善散热及电解液浸润性能，可获得较佳的补锂效果。
进一步地，所述补锂物质选自单质锂、氧化锂、氮化锂、氟化锂、氢氧化锂、碳化锂、锂硅合金中的一种或多种混合物。
本申请的第二方面提供一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔于所述正极极片和所述负极极片之间的隔离膜、电解液，所述负极极片为本申请第一方面所提供的负极补锂极片。
进一步地，所述锂离子电池化成后的拐角间隙为为0.1μm～50μm，优选为3μm～30μm。上述拐角间隙对于电池的循环性能和安全稳定性具有显著的作用。一方面，可缓解极片膨胀引起的极片断裂、甚至刺穿隔离膜的安全风险。另一方面，也可保证拐角处的空气流通，利于散热，防止因为空气流通不畅导致卷绕后的补锂电芯拐角发黑的问题，从而提高补锂电池的锂利用率，最终改善电池的性能。
本申请所提供的负极补锂极片和锂离子电池可按照如下方法制备：
(1)制备负极补锂极片。
按照本领域常规方法制备负极极片，所述负极极片通常包括负极集流体和设置于负极集流体表面的负极活性材料层，所述负极活性材料层通常包括负极活性材料。然后，对负极极片进行预补锂，补锂方法可以为：将锂粉与有机溶剂混合，形成锂粉浆料，使用丝网(根据所需的补锂区排布结构和补锂区形状，选用不同的丝孔结构)覆盖在极片表面，锂粉浆料通过丝网均匀涂覆在极片表面，形成补锂区，烘干，即制成补锂负极极片。
(2)按照本领域常规方法制备正极极片、隔离膜和电解液。
正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面上的正极活性物质层。正极极片中，所述正极活性物质层可设置在正极集流体的其中一个表面上也可以设置在正极集流体的两个表面上。本领域技术人员可选择合适的方法制备所述正极极片，例如，可以包括如下步骤：将正极活性材料、粘结剂、导电剂混合形成浆料后，涂布于正极集流体上。
隔离膜可以是本领域各种适用于电化学储能装置隔离膜的材料，例如，可以是包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、芳纶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺，聚酰胺、聚酯和天然纤维中的一种或多种的组合。
电解液可以是本领域各种适用于电化学储能装置的电解液，例如，所述电解液通常包括电解质和溶剂，所述电解质通常可以包括锂盐，更具体的，所述锂盐可以是无机锂盐和/或有机锂盐，具体可以是包括但不限于LiPF6、LiBF4、LiN(SO2F)2(简写为LiFSI)、LiN(CF3SO2)2(简写为LiTFSI)、LiClO4、LiAsF6、LiB(C2O4)2(简写为LiBOB)、LiBF2C2O4(简写为LiDFOB)中的一种或多种的组合。再例如，所述电解质的浓度可以为0.8mol/L～1.5mol/L。所述溶剂可以是本领域各种适用于电化学储能装置的电解液的溶剂，所述电解液的溶剂通常为非水溶剂，优选可以为有机溶剂，具体可以是包括但不限于碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸戊烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯或它们的卤代衍生物中的一种或多种的组合。
(3)将正极极片、负极补锂极片、间隔于正极极片和负极补锂极片之间的隔离膜卷绕组装，注入电解液，制成锂离子电池。
下面结合具体实施例和对比例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
(1)制备负极补锂极片：
将氧化亚硅和人造石墨按照质量比3：7混合得到负极活性物质，然后将负极活性物质、负极粘接剂丁苯橡胶、负极导电剂导电碳黑Super P按质量比92:3:5与溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)混合均匀制成负极浆料，之后按照130mg/1540mm2的涂覆重量将负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的正反两面上，经过85℃烤箱烘干后制备成初始负极极片。
将锂粉与有机溶剂(碳酸乙烯酯)按重量比50:50均匀混合，形成锂粉浆料，使用丝网(按照表1参数根据所需补锂区排布结构和补锂区形状，选用不同的丝孔结构)覆盖在负极极片表面，锂粉浆料通过丝网均匀涂覆在负极极片表面，形成呈阵列排布有若干补锂区，然后将极片放置在35℃烘箱烘干后制成补锂负极极片。
(2)按照本领域常规方法制备正极极片、隔离膜和电解液。
正极极片：将LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，导电剂导电碳，粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)按质量比96：2：2混合均匀，制成具有一定粘度的锂离子电池正极浆料，将所述正极浆料涂布在集流体铝箔上，85℃下烘干后冷压，再进行切边，裁片，分条，分条后在真空条件下及温度为85℃下烘干4小时，焊接极耳，做成锂电池正极极片。
隔离膜：多孔基材隔膜材料选用16um厚度的聚乙烯微孔薄膜。
电解液：将六氟磷酸锂溶解于碳酸乙烯酯，碳酸二甲酯及碳酸甲乙酯组成的混合溶剂中，三组分体积比为1：2：1，得到所需电解液。
(3)制备锂离子电池
将正极极片、补锂负极极片、间隔于正极极片和负极补锂极片之间的隔离膜卷绕组装，注入电解液，制成锂离子电池。
按照上述方法制备本申请实施例1～32和对比例1～3中的负极补锂极片及锂离子电池，其中各实施例中的补锂层的具体参数如表1所示。对比例1与实施例1的区别在于，对比例1中的锂离子电池的负极极片没有进行补锂；对比例2与实施例1的区别在于对比例2中的锂离子电池进行了全面补锂。本发明以对比例1～3中的锂离子电池作为对照。
对实施例1～32和对比例1～3中的负极极片和锂离子电池进行如下检测：
(1)补锂氧化层覆盖面积比：极片化成后，分别测量若干补锂区残留的补锂氧化层在负极活性材料层上的投影面积之和S1、负极活性材料层的面积S0，计算比值S1/S0。本申请的实施方式中，S1/S0的合理范围为30％～99％，优选40％～98％。
(2)极片温度测试：补锂极片用6英寸卷筒收卷1000m，在收卷500m处插入感温线测试极片温度，测温仪器为：测温仪：SKF TKDT 10。
(3)浸润效果：即电池化成后的极片浸润电解液效果。化成是指对注液后的电芯进行首次充放电。充放电设备：新威移动电源成品专用测试仪(6V4A)。将锂离子电池以1C电流倍率充电至4.2V电压，以1C电流倍率放电至3.0V(其中，1C电流倍率是指：如电芯容量为70Ah，所述1C电流倍率就是用72Ah的电流对电芯进行充放电)。化成后拆电芯观察到的极片界面即为化成界面，化成界面中如果残留具有金属光泽的锂箔金属，则化成界面判定NG；如果无残留具有金属光泽的锂箔金属，则界面判定为OK。
(4)电芯内阻：即交流电阻，交流内阻设备：Itech公司IT5100系列电池内阻测试仪。测试方法：对测试电芯加固定频率1KHz，固定电流50mA，对电压采样，经整流仪器可计算出阻值。
(5)循环性能：对锂离子电池重复进行充放电，直至容量衰减率达到80％的充放电次数。例如：电芯容量为70Ah，重复对电芯进行充放电，当电芯容量衰减至56Ah时，停止测试，记录重复充放电的次数，即为电芯的循环性能数据。
下表1为实施例1～32和对比例1～3的具体参数和测试结果：
表1实施例及对比例的具体参数和测试结果
Figure BDA0002165133820000081
由表1数据可知，实施例1～33的性能数据整体上优于对比例1～3，说明本申请实施方式中的补锂方式，已显著达到了减小电芯内阻、改善电池的循环性能、提高安全性的效果。下面，针对补锂区的各项参数对电池性能的不同影响分别进行讨论。
(一)实施例1～6和对比例1～3的对比，显示了改变若干补锂区残留的补锂氧化层在负极活性材料层上的投影面积之和S1与负极活性材料层的面积S0的比值S1/S0对补锂效果的影响。
在相同负极材料、相同补锂区排布和形状、相同补锂厚度的情况下，减小S1/S0(减小补锂区面积、增大非补锂区面积)，则可提供足够长、宽的导热通道，便于锂嵌入活性物质时产生热量的散发，提高补锂过程中的安全性。
但是，当S1/S0过小，如S1/S0＜30％(如对比例3)，补锂区覆盖面积过小，则会出现以下问题：活性物质表面的补锂区锂层压实密度过大，即补锂区面积S1上的实际锂层重量较大，虽然非补锂区有较多空间可以让补锂区的锂层扩散至空白区，但对比锂层垂直方向嵌入活性物质速率，补锂区往非补锂区扩散嵌入的速率要低，所以活性物质层表面容易出现锂层无法完全嵌入、导致化成界面出现析锂，电芯内阻增加，最终影响极片和电池性能的提升。此外，由于注液后锂层嵌入活性物质层不良，也导致化成后锂层厚度仍然较厚，最终影响电池性能。因而，本申请实施方式中S1/S0的范围应大于30％。
反之，当S1/S0过大，如S1/S0达到了99％(实施例6)，补锂区覆盖面积已非常大，如果再增加S1/S0则会出现以下问题：当S1/S0过大，活性物质与锂层接触和反应的表面积也过大，锂层嵌入活性物质反应发热，导致极片发热严重；同时，非补锂区面积过小，无法提供足够导热通道，一方面，造成极片温度过高、降低锂层的活性，在高温条件下有部分锂层形成死锂，无法用于提供容量，导致电池的电性能下降、循环性能变差；另一方面，极片温度过高也可引起电池制造过程中的安全问题。此外，由于活性物质与锂层反应的表面积大大增加，注液后，静置过程中锂层嵌入活性物质的速率加快，化成后锂层厚度大幅度减小。由于化成的锂层厚度可以对活性物质的膨胀起到抑制作用，从而改善循环过程中的极片膨胀而导致的性能衰减，因此，补锂区覆盖面积过大还会影响电芯循环性能的提升。
因而，本申请实施方式中，S1/S0的范围应在30％～99％，优选40％～98％。此时，活性物质与锂层反应热可控，不会因为补锂区覆盖面积S1过大导致锂层与活性物质接触面积增加导致发热不可控；也不会因为非补锂区面积过大导致化成界面出现未嵌入的锂层。非补锂区能够提供大小适当的通道，通道中空气流通，将活性物质与锂层发生反应的热量带走，降低极片收卷温度；同时能够保证锂层在活性物质表面有效扩散，降低锂层无法完全嵌入活性物质层的风险。
(二)实施例2和实施例7～11的对比，显示了改变正方形补锂区边长对补锂效果的影响。
在相同负极材料、相同补锂区排布、形状和厚度、合适的S1/S0范围内，当正方形补锂区的边长过小，如边长比实施例7中的30μm更小，则会出现如下问题：电解液的流通和浸润效果过好，造成化成后锂层厚度大幅度降低。而化成的锂层厚度可以对活性物质的膨胀起到抑制作用，从而改善循环过程中的极片膨胀而导致的性能衰减，因而，补锂区的边长过小导致化成后锂层厚度大幅度降低的情况，会影响电芯循环性能的提升。此外，补锂区边长过小，也增加补锂工艺的困难度和补锂成本。
反之，当正方形补锂区边长过大，如边长大于1500μm(如实施例11)，则会出现如下问题：补锂区边长的增大，引起局部区域活性物质与锂层反应的表面积增加，锂层嵌入活性物质反应发热，导致极片发热严重、极片温度过高，可能引起电池制造过程中的安全问题。此外，由于补锂区边长的增大，局部区域活性物质与锂层反应的表面积大大增加，注入点解液后，静置过程中锂层嵌入活性物质的速率加快，化成后锂层厚度大大降低，同样会影响电芯循环性能的提升。
因而，本申请实施方式中，正方形补锂区的边长范围为20μm～5000μm，优选为30μm～1500μm。此时，电解液通过非补锂区域流动，并且锂层在活性物质表面易于扩散，活性物质与锂层反应热可控，化成后锂层厚度适中，可改善散热及电解液浸润性能，可获得较佳的补锂效果。
(三)实施例5、6及12～16的对比，显示了改变正方形补锂区之间的距离对补锂效果的影响。
在相同负极材料，相同补锂区形状、边长和厚度、合适的S1/S0范围内，如正方形补锂区之间的距离过小，如距离小于30μm，则会出现如下问题：补锂区之间的距离小，则无法提供足够的导热通道；一方面，极片温度过高会降低锂层的活性，在高温条件下有部分锂层形成死锂，无法用于提供容量，对电性能有影响，影响电池循环性能的提高；另一方面，极片温度过高也会引起电池制造过程中的安全问题。
反之，如正方形补锂区之间的距离过大，如距离大于1500μm，则锂的扩散效果较差，直接影响锂层在活性物质的浸润效果，从而导致电芯内阻增大，增加电芯极化，最终影响电芯循环性能。
因而，本申请实施方式中，在合适S1/S0比例范围内，相邻两个正方形补锂区之间的距离范围为10μm～2000μm，优选为30μm～1500μm。此时，非补锂区所提供的导热通道充足，锂层与活性物质层浸润效果也良好，保证锂层浸润效果，有利于降低电芯内阻，并最终改善电芯循环性能。
(四)实施例17～22的对比，显示了改变补锂区厚度对补锂效果的影响。
在相同负极材料，相同补锂区排布、形状和边长，合适的S1/S0范围内，补锂区厚度过小，如小于0.5μm(实施例17)，会出现如下问题：(1)在相同补锂量、相同补锂面积下，补锂区厚度过小，即补锂区锂层与活性物质层压实程度严重，可导致局部区域锂层与活性物质层反应剧烈，局部区域温度太高，将导致两方面结果。一方面，极片温度过高，从而降低锂层的活性，在高温条件下有部分锂层形成死锂，无法用于提供容量，对电性能有影响，降低电池循环性能。另一方面，极片温度过高，极易引起电池制造过程中的安全问题。(2)补锂区厚度过小，导致卷绕后电芯拐角处的间隙过小，无法给极片循环过程中的膨胀预留空间，极片膨胀相互挤压甚至出现极片断裂，导致电芯出现安全风险和、并且电池循环性能衰减过快。(3)极片活性物质层与补锂区锂层压实程度严重，导致注入点解液后，该区域活性物质无法完全吸收锂层的含锂成分物质，直接影响锂层的浸润效果，导致电芯内阻增加，极化严重，最终影响电芯循环性能的提升。
反之，补锂区厚度过大，如厚度比实施例22中的30μm更大，则会出现如下问题：(1)如活性物质表面的总补锂量相同，补锂厚度过大，则锂层处于蓬松状态，补锂区锂层与活性物质层接触效果差。在此条件下，注入电解液后锂的扩散效果也较差，部分锂层无法嵌入活性物质层，导致电芯内阻增加，增加电芯极化，最终影响电芯循环性能。(2)如果活性物质表面的总补锂量不同，总补锂量也过高，则补锂区厚度也过大，影响锂层与活性物质层之间的浸润效果，导致化成后补锂区厚度过厚，如上所述，化成后补锂区厚度过厚将最终影响电芯内阻，导致电芯循环性能变差。(3)此外，补锂层过厚导致拐角处间隙过大，造成拐角处锂离子传输距离变长，容易出现界面析锂等问题，从而增加电芯内阻，影响电芯安全性和循环性能。
因而，本申请实施方式中，补锂区的厚度范围为0.5μm～30μm，优选0.5μm～15μm。此时，补锂区锂层与活性物质层压实程度适中，接触效果较佳，电解液浸润效果较好，能在电芯拐角处形成一定的间隙，给极片在循环过程中的膨胀预留膨胀空间，改善电芯安全性能和循环性能。
(五)实施例23～27的对比，显示了当补锂区形状为圆形、调整圆形补锂区的半径，对补锂效果的影响。
当圆形补锂区的半径过小，如半径小于8μm(如实施例23)，则会出现如下问题：相同补锂区面积，如补锂区半径过小，注入电解液后，由于电解液的流通距离过大，锂层在活性物质表面扩散过快，浸润效果过于显著，造成化成后锂层厚度降低过大，如上所述，化成后锂层厚度大大降低会影响电芯循环性能。
反之，圆形补锂区半径过大，如半径大于700μm(实施例27)，则会出现如下问题：(1)半径过大，局部区域活性物质与锂层反应的表面积增加，锂层嵌入活性物质反应发热，导致极片发热严重，极片温度过高，引起电池制造过程中的安全问题。(2)由于半径过大，局部区域活性物质与锂层反应的表面积大大增加，注入点解液后，静置过程中锂层嵌入活性物质的速率过快，化成后锂层厚度大大降低，如前所述，化成后锂层厚度大幅度降低将导致影响电芯循环性能的提升。
因而，本申请实施方式中，当补锂区为圆形补锂区时，圆形补锂区的半径为8μm～700μm，优选10μm～500μm。
(六)实施例28～32显示了当补锂区形状为圆形、调整圆形补锂区之间的距离，对补锂效果的影响，本发明中相邻圆形补锂区的距离为相邻圆形补锂区中心距离与圆形补锂区直径的差，即为相邻圆形补锂区之间的最短距离。
补锂区面积相同，相邻圆形补锂区之间的距离过小，如小于10μm(实施例28)，则无法提供足够导热通道；一方面，极片温度过高会降低锂层的活性，在高温条件下有部分锂层形成死锂，无法用于提供容量，对电性能有明显影响，降低电池的循环性能；另一方面，极片温度过高也会引起电池制造过程中的安全问题。
反之，相邻圆形补锂区之间的距离过大，如比实施例32中1000μm更大，则锂的扩散效果较差，直接影响锂层在活性物质的浸润效果，从而导致电芯内阻增大，增加电芯极化，最终影响电芯循环性能。
因而，本申请实施方式中，相邻两个圆形补锂区的中心之间的距离为10μm～1000μm，优选为10μm～500μm。
根据上述说明书的揭示和教导，本领域技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本申请并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本申请的一些修改和变更也应当落入本申请的权利要求的保护范围内。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，并不对本申请构成任何限制。

Claims (10)

1.一种负极补锂极片，包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层；
其特征在于，所述负极活性材料层远离所述负极集流体的表面上呈阵列排布有若干补锂区；所述极片化成后，若干补锂区残留的补锂氧化层在负极活性材料层上的投影面积之和S1与负极活性材料层的面积S0的比值S1/S0为30％～99％，优选为40％～98％。
2.根据权利要求1所述的负极补锂极片，其特征在于，所述负极活性材料层中的负极活性物质包含硅基材料，所述补锂区的厚度为0.5μm～30μm，优选为0.5μm～15μm。
3.根据权利要求1所述的负极补锂极片，其特征在于，所述补锂区的形状选自长方形、正方形、圆形或菱形。
4.根据权利要求3所述的负极补锂极片，其特征在于，所述补锂区为正方形补锂区，且所述正方形补锂区的边长为20μm～5000μm，优选为30μm～1500μm。
5.根据权利要求3所述的负极补锂极片，其特征在于，相邻两个所述正方形补锂区之间的距离为10μm～2000μm，优选为30μm～1500μm。
6.根据权利要求3所述的负极补锂极片，其特征在于，所述补锂区为圆形补锂区，所述圆形补锂区的半径为8μm～700μm，优选为10μm～500μm。
7.根据权利要求3所述的负极补锂极片，其特征在于，相邻两个所述圆形补锂区之间的最短距离为10μm～1000μm，优选为10μm～500μm。
8.根据权利要求1所述的负极补锂极片，其特征在于，所述补锂物质选自单质锂、氧化锂、氮化锂、氟化锂、氢氧化锂、碳化锂、锂硅合金中的一种或多种。
9.一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔于所述正极极片和所述负极极片之间的隔离膜、电解液，其特征在于，所述负极极片为权利要求1-8中任一项所述的负极补锂极片。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池化成后的拐角间隙为0.1μm～50μm，优选3μm～30μm。
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