CN113054162A - 锂离子电池及锂离子电池组 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锂离子电池及锂离子电池组，所述锂离子电池包括若干正极片、若干负极片、若干隔膜纸、第三电极片、三个电极引出端子、第一带孔载流基体和第二带孔载流基体，所述第三电极片包括导电基层和含锂活性层，通过所述第三电极片和正极片或负极片进行初次充放电，使锂离子电池进入预锂化或自修复进程，降低预锂化操作的锂离子消耗，提高了锂离子电池生产效率，降低了预锂化成本，安全性高。本发明的所述锂离子电池组包括若干本发明所述的锂离子电池，锂离子电池组也具有预锂化和自修复功能，大大提高电池的容量和能量，减少电池能量和容量的衰减，提高电池循环使用寿命。

Description

锂离子电池及锂离子电池组

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池及锂离子电池组。

背景技术

在锂离子电池的首次充电过程中，锂离子由正极脱嵌并进入负极，然后在放电过程中由负极脱出并进入正极。而在这个过程中正极材料的容量会有5％到15％左右的衰减，这是由于正极片和负极片表面固体电解质膜(SEI膜)的形成，从而消耗了一定量的锂离子。因此降低了电池的容量，造成电池的首次效率降低。在锂离子电池制造行业，负极材料一般使用石墨作为活性材料，但其首次充放电效率只有93％，这样就导致正极有7％的锂离子会被消耗掉；严重影响正极活性材料的利用效率。

锂离子电池行业内在研究使用锂箔或者锂粉来进行预锂化。采用铝箔进行预锂化，存在制作过程复杂、需要增加很多额外工序来碾压和转移锂箔的缺点，同时其对负极材料的浸润性存在一定影响。

另外，在锂离子电池使用过程中，容量和能量会不停的衰减，其主要衰减机理是负极活性材料不停充放电膨胀过程造成的负极片表面固体电解质膜重整的消耗，导致正极材料的锂离子不停地被消耗，最终使电池的寿命衰减。

公开号为CN109742325 A的发明专利，公开了一种锂离子电池负极片分步预锂化的方法。所述方法包括如下步骤有：提供包括第一预锂化单元、第二预锂化单元和末位预锂化单元至少三个预锂化单元，其中，每个所述预锂化单元包括含锂盐的电解液和用于对锂离子电池负极片进行化成充电的充电模块；将锂离子电池负极片依次引入所述第一预锂化单元、第二预锂化单元，最后引入所述末位预锂化单元中，并依次没入各所述预锂化单元所含的所述电解液内分别进行浸润处理和通过所述充电模块进行充电处理。所述锂离子电池负极片分步预锂化的方法实现分步预锂化，实现对锂离子电池负极片进行均匀补锂和精确补锂。该发明通过三个预锂化单元依次对负极进行预锂化操作，操作过程比较繁琐，需要将电池负极片依次引入三个预锂化单元进行浸润，最后再充电，预锂化操作过程繁琐，时间较久，因此预锂化成本较高，预锂化效率较低。

因此，有必要提供一种锂离子电池以解决上述的现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池及锂离子电池组，以解决锂离子电池预锂化过程中制作过程复杂、容量不断衰减的问题。

为实现上述目的，本发明的所述锂离子电池包括三个电极引出端子、第三电极片、若干正极片、若干隔膜纸和若干负极片，所述正极片通过所述隔膜纸连接所述负极片；

三个所述电极引出端子分别为正极引出端子、负极引出端子和第三电极引出端子，所述正极引出端子与所述若干正极片连接，所述负极引出端子与所述若干负极片连接，所述第三电极引出端子与所述第三电极片连接；

通过所述第三电极片和所述正极片，或通过所述第三电极片和所述负极片对所述锂离子电池进行充放电，使所述锂离子电池进入预锂化或自修复过程；

所述正极片上设置有第一带孔载流基体，所述负极片上设置有第二带孔载流基体，所述第三电极片包括导电基层和含锂活性层。

本发明的所述锂离子电池的有益效果在于：

在传统的锂离子电池结构上合理设置第三电极片，第三电极片上设置了含锂活性层，从而使锂离子电池在首次充放电时候，第三电极片的含锂活性层通电产生锂离子，从而使正极片或负极片得到预锂化，降低正极片和负极片表面固体电解质膜的形成所消耗的正极片或负极片上的锂离子的消耗，提高了首次充电后的锂离子电池容量保存率。预锂化操作流程简单高效，大大提高了锂离子电池生产效率，充放电时自动预锂化，降低了预锂化操作难度和预锂化材料制作成本，降低了预锂化成本和锂离子电池的生产成本，安全性高；在锂离子电池容量衰减时，可通过第三电极片和正极片或负极片对电池进行再次充放电，从而使锂离子电池进入自修复处理进程，降低负极片表面固体电解质膜的形成所消耗的正极片的锂离子，从而降低锂离子电池容量衰减，提高锂离子电池循环充放电的使用寿命。本发明还设置了第一带孔载流基体和第二带孔载流基体，从而提高了离子导通率，提高正极和负极聚集离子的速度，从而提高锂离子电池充放电的效率。

优选地，所述第一带孔载流基体和所述第二带孔载流基体的孔隙率均为1％-98％。其有益效果在于：孔隙使第一带孔载流基体和第二带孔载流基体的离子导通率，从而保证带孔载流基体聚集电流的速度，提高正极片和负极片上离子的流动速度。

优选地，所述第一带孔载流基体和所述第二带孔载流基体均为带孔金属箔、发泡金属材料、多孔塑料复合基材任何一种或者多种复合。

优选地，所述第三电极片的数目至少为1。

优选地，所述第三电极片通过所述隔膜纸与所述负极片连接，所述含锂活性层贴近相邻的所述负极片。其有益效果在于：使第三电极片的含锂活性层与最外侧的负极片连接，便于通过第三电极片和负极片进行充电和放电，从而达到对负极片预锂化和降低锂离子电池容量的衰减的目的。

进一步优选地，所述第三电极片设置于所述锂离子电池最外侧的所述负极片的侧部。

进一步优选地，所述第三电极片设置于所述正极片和所述负极片之间。

优选地，所述第三电极片通过所述隔膜纸与所述正极片连接，所述含锂活性层贴近相邻的所述正极片。其有益效果在于：使第三电极片的含锂活性层与正极片连接，便于通过第三电极片和正极片进行充电和放电，从而达到对正极片预锂化和降低锂离子电池容量的衰减的目的。

优选地，所述含锂活性层的组成材料为金属锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝三元材料、富锂层状材料、镍锰尖晶石材料、含锂的高分子化合物中的一种或多种的复合。

优选地，每两个相邻的所述负极片之间夹设一个所述正极片，每两个相邻的所述正极片间夹设一个所述负极片。其有益效果在于：正极片和负极片交错间隔设置，多个正极片和负极片的配合，提高锂离子电池的充电效率和储存能量。

优选地，所述正极片包括正极活性物质，所述正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝三元材料、富锂层状材料、镍锰尖晶石材料中的一种或多种的组合。

优选地，所述负极片包括负极活性物质，所述负极活性物质为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、钛酸锂、硅或硅碳合金、锡合金、活性锂金属中的一种或多种的组合。

优选地，还包括电池壳，所述电池壳内设置有电解液，所述电池壳内部固定所述正极片、负极片和所述第三电极片，所述电池壳顶部具有电池盖，所述电池盖上固定所述正极引出端子、所述负极引出端子和所述第三电极引出端子。

本发明还提供了一种锂离子电池组，包括若干本发明所述的锂离子电池。

本发明的所述锂离子电池组的有益效果在于：

由于本发明的锂离子电池组采用若干本发明的所述锂离子电池组合而成，因此本发明的所述锂离子电池组在首次充放电时，通过第三电极片和正极片或负极片充放电，从而使正极片或负极片预锂化，从而降低电池组预锂化操作的锂离子消耗，且预锂化操作流程简单高效，大大提高了电池组的生产效率，降低了电池组预锂化成本和锂离子电池组的生产成本；在电池容量衰减时，可通过第三电极片和正极片或负极片对电池进行再次充放电，从而使电池组进入自修复处理进程，降低了锂离子电池组能量和容量衰减速度，从而大大提高了锂离子电池组的循环使用寿命。

附图说明

图1为本发明的实施例一的锂离子电池的正视结构示意图；

图2为本发明实施例一的锂离子电池的侧面剖视结构示意图；

图3为本发明的锂离子电池的封装结构示意图；

图4为本发明实施例一的第二种实施方式中锂离子电池的结构示意图；

图5为本发明实施例一的第三种实施方式中锂离子电池的结构示意图；

图6为本发明实施例二的锂离子电池的正视结构示意图；

图7为本发明实施例二的第二种实施方式中锂离子电池的结构示意图；

图8为本发明实施例二的第三种实施方式中锂离子电池的结构示意图；

图9为本发明的实施例二的锂离子电池的修复循环测试图。

图中的附图标记如下：

1-正极片；10-正极引出端子；11-孔隙；12-第一带孔载流基体；

2-负极片；20-负极引出端子；21-第二带孔载流基体；

3-第三电极片；30-导电基层；31-含锂活性层；32-第三电极引出端子；

4-第一隔膜纸；5-第二隔膜纸；6-注射孔；7-电池壳；8-电解液。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

实施例一

本发明实施例一提供了一种锂离子电池。

图1为本发明实施例一的一种锂离子电池的正视结构示意图。图1所示的锂离子电池包括若干正极片1、若干负极片2、隔膜纸(图中未标示)和第三电极片3，隔膜纸(图中未标示)包括第一隔膜纸4和第二隔膜纸5，第一隔膜纸4连接于正极片1与负极片2之间，第二隔膜纸5连接于第三电极片3和正极片1或第三正极片3和负极片2之间，所述第三电极片3包括导电基层30和含锂活性层31。

本发明实施例一中，所述锂离子电池还包括三个电极引出端子，三个电极引出端子分别为正极引出端子、负极引出端子、第三电极引出端子、第一带孔载流基体和第二带孔载流基体。

图2为本发明实施例一的锂离子电池的侧面剖视图。参照图2，正极引出端子10与所有正极片1连接，负极引出端子20与所有负极片2连接，第三电极引出端子32与所述第三电极片3连接。

正极片1上设置第一带孔载流基体12，负极片2上设置第二带孔载流基体21，所述第一带孔载流基体12和所述第二带孔载流基体21上均设置孔隙11。

所述锂离子电池首次充放电时，通过所述第三电极片3和正极片1或通过第三正极片3与所述负极片2对锂离子电池初次充放电，对所述正极片1或负极片2预锂化进行预锂化操作。

所述锂离子电池容量衰减时，通过所述第三电极片3和所述正极片1或通过所述第三正极片3和所述负极片2再次充放电，使所述锂离子电池进入自修复处理进程。再次充放电为非首次充放电或初次充放电，并不局限于第二次充放电，还可以指第N次(N为大于二的整数)充放电的过程。

本发明的锂离子电池的优点为：

在传统的锂离子电池结构上合理设置第三电极片3，在首次充放电时，通过第三电极片3和正极片1或负极片2充放电，从而使正极片1或负极片2预锂化，降低正极片1和负极片2表面固体电解质膜的形成所消耗的正极片1或负极片2上的锂离子的消耗，从而降低电池预锂化操作的锂离子消耗，且预锂化操作流程简单高效，大大提高了锂离子电池生产效率，降低了预锂化成本和锂离子电池的生产成本。在电池容量衰减时，可通过第三电极片3和正极片1或第三电极片3和负极片1对电池进行再次充放电，第三电极片3的含锂活性层31通电产生锂离子，降低负极片2表面固体电解质膜的形成所消耗的正极片1的锂离子，从而使锂离子电池进入自修复处理进程，降低了锂离子电池的能量和容量衰减速度，从而大大提高了锂离子电池的使用寿命。本发明还设置了第一带孔载流基体12和第二带孔载流基体21，从而提高了离子导通率，提高载流基体的聚集离子的速度，提高了正极和负极聚集离子的速度，从而提高锂离子电池充放电的效率。

作为本发明一种优选的实施方式，图3为本发明实施例一的锂离子电池的封装结构示意图。参照图3，本发明实施例一的锂离子电池还包括电池壳7、电解液8，所述电解液8填充于所述电池壳7内部空间。正极片1、负极片2和第三电极片3均固定于电池壳7内，正极片1、负极片2、第三电极片3均浸泡于电解液8中。电池壳7顶部具有电池盖，电池盖上固定正极引出端子10、负极引出端子20和第三电极引出端子32。其优点在于：将正极引出端子10、负极引出端子20和第三电极引出端子32引出电池壳外，方便锂离子电池的充放电。正极片1、负极片2、第三电极片3浸泡于电解液8中，从而方便锂离子电池的预锂化和自修复进程。

所述电池壳7上设置有一用于注射所述电解液8的注射孔6。其优点为：注射孔的设置便于电池组的注液操作，方便向电池壳内注入电解液，提高锂离子电池组装配效率。

作为本发明一种优选的实施方式，参照图2，所述第一带孔载流基体12和所述第二带孔载流基体21的孔隙率均为1％-98％。设置带孔隙11的第一带孔载流基体12和第二带孔载流基体21的优点为：若干孔隙11提高了第一带孔载流基体和第二带孔载流基体的离子导通率，从而保证带孔载流基体聚集电流的速度，提高正极片1和负极片2上离子和电流的流动速度。而且孔隙10可降低带孔载流基体的重量，从而有效提高锂离子电池的能量密度。

参照图1，所述第三电极片3通过隔膜纸与负极片2连接，具体地，所述含锂活性层31通过所述第二隔膜纸5与相邻的所述负极片2连接。其优点为：在锂离子电池中设置含锂活性层31，并使含锂活性层31贴近连接负极片2，从而使锂离子电池在首次充放电时候，使负极片2得到预锂化，在首次充放电时，含锂活性层上的含锂活性物质流动至负极片2上，使负极片2得到预锂化，从而降低了正极片上的锂离子消耗，提高了首次充电后的锂离子电池容量保存率。

作为本发明一种优选的实施方式，导电基层30采用导电材料如铜箔材料。所述含锂活性层31的组成材料为金属锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝三元材料、富锂层状材料、镍锰尖晶石材料、含锂的高分子化合物中的一种或多种的复合。

作为本发明一种优选的实施方式，所述第一带孔载流基体12和所述第二带孔载流基体21均为金属箔、发泡金属材料、多孔塑料复合基材等任何一种或者多种复合。

作为本发明一种优选的实施方式，每两个相邻的所述负极片2之间夹设一个所述正极片1，每两个相邻的所述正极片1间夹设一个所述负极片2。其优点为：正极片1和负极片2交错间隔设置，多个正极片1和负极片2的配合，提高锂离子电池的充电效率和储存能量。

作为本发明一种优选的实施方式，所述第三电极片3为一个或一个以上。

参照图1，本发明的所述第三电极片3数量为两个，所述第三电极片3设置于所述锂离子电池最外侧的所述负极片2的侧面，两个第三电极片3分别通过两个第二隔膜纸5连接两个负极片2。第一个第三电极片3与最左侧的负极片2通过第二隔膜纸5连接，第二个第三电极片3与最右侧的负极片2通过第二个第二隔膜纸5连接。其优点为：将第三电极片3与最外侧的负极片2连接，便于通过第三电极片3和负极片2进行充电和放电，从而达到对负极片预锂化和降低锂离子电池容量的衰减的目的。

图4为本发明实施例一的第二种实施方式中锂离子电池的剖视图。参照图4，作为本发明实施例一的锂离子电池的第二种的实施方式，本发明的第三电极片3数量为一个，且第三电极片3设置于锂离子电池最外侧的负极片2的侧面。

可选的是，本发明的第三电极片3并不局限于位于锂离子电池的外侧，也可以设置于锂离子电池的中部，或锂离子电池非外侧的侧部。

图5为本发明实施例一的第三种实施方式中锂离子电池的结构示意图。参照图5，作为本发明实施例一的锂离子电池的第三种实施方式，第三电极片3数量为两个，且第三电极片3设置于正极片1和负极片2之间，含锂活性层31通过第二隔膜纸5贴着所述负极片2，导电基层30通过第二隔膜纸5贴着所述正极片1。

作为本发明一种具体的实施方式，所述含锂活性层31为金属锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝三元材料、富锂层状材料、镍锰尖晶石材料、含锂的高分子化合物中的一种或多种的复合。

参照图1和图2，采用实施例一的锂离子电池充放电操作和原理如下：

锂离子电池首充放电时，使充电装置(图中未示出)的正极连接第三电极引出端子32，充电装置的负极连接负极引出端子20，即使充电装置的正极和负极分别顺次连接第三电极片3和负极片2，从而对锂离子电池进行充放电，从而使负极片预锂化。

锂离子电池容量衰减时，使充电装置的正极连接第三电极引出端子32，充电装置的负极连接负极引出端子20，即使充电装置的正极和负极分别顺次连接第三电极片3和负极片2，从而对锂离子电池进行再次充放电，使锂离子电池进入自修复进程，减少锂离子电池的容量衰减。

采用上述的锂离子电池结构和充放电方法的优点在于：使第三电极片3的含锂活性层31与最外侧的负极片2连接，便于通过第三电极片3和负极片2进行充电和放电，从而达到对负极片2预锂化和降低锂离子电池容量的衰减的目的。

作为本发明一种优选的实施方式，所述正极片1包括正极活性物质，所述正极活性物质为锂的复合氧化物，具体地，正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝三元材料、富锂层状材料、镍锰尖晶石材料中的一种或多种的组合。

作为本发明一种优选的实施方式，所述负极片2包括负极活性物质，具体地，所述负极活性物质为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、钛酸锂、硅或硅碳合金、锡合金、活性锂金属中的一种或多种的组合。

实施例二

图6为本发明实施例二的锂离子电池的正视结构示意图。参照图6，本发明的锂离子电池包括若干正极片1、若干负极片2、隔膜纸和第三电极片3，隔膜纸包括第一隔膜纸4和第二隔膜纸5，所述正极片1与所述负极片2之间夹设第一隔膜纸4，第二隔膜纸5连接于第三电极片3和正极,1或第三正极片3和负极片2之间，所述第三电极片3包括导电基层30和含锂活性层31。正极片1与负极片2间隔分布，即任意两个相邻正极片1之间夹设一负极片2，任意相邻两个负极片2之间夹设一正极片1。其中一正极片1位于锂离子电池的最左侧，还有一正极片1位于锂离子电池的最右侧。

参照图6，作为本发明实施例二的第一种实施方式，第三电极片3的数量为两个，其中一个第三电极片3与锂离子电池最左侧的正极片1连接，另一个第三电极片3与锂离子电池最右侧的正极片1连接。两个第三电极片3的含锂活性层31均通过第二隔膜纸5与正极片1相贴，导电基层30均通过第二隔膜纸5贴近连接所述负极片2。

图7为本发明实施例二的第二种实施方式中锂离子电池的剖视图。参照图7，作为本发明实施例二的第二种实施方式，第三电极片3的数量为一个，第三电极片3与锂离子电池左侧或右侧的正极片1连接，含锂活性层31通过第二隔膜纸5与正极片相贴。

图8为本发明实施例二的第三种实施方式中锂离子电池的剖视图。参照图8，作为本发明实施例二的第三种实施方式，第三正极片3的数量为两个。两个第三电极片3均设置于正极片1与负极片2之间。两个第三正极片3的含锂活性层31均通过第二隔膜纸5贴近连接相邻的所述正极片1，导电基层30均通过第二隔膜纸5贴近连接相邻的所述负极片2。

第三电极片3设置于任意相邻的正极片1和负极片2之间，相邻的正极片1与负极片2之间通过第一隔膜纸4连接，含锂活性层31通过第二隔膜纸5连接相邻的正极片1，导电基层30通过第二隔膜纸5连接相邻的负极片2。

参照图2和图6，采用本发明实施例二的锂离子电池充放电的操作和原理如下：

锂离子电池首次充放电时，使充电装置(图中未示出)的正极连接正极引出端子10，充电装置的负极连接第三电极引出端子32，即使充电装置的正极和负极分别顺次连接正极片1和第三电极片3而对锂离子电池进行首次充放电，第三电极片3的含锂活性层31充电产生锂离子，使正极片10预锂化，从而降低充放电时极片的锂离子消耗。

锂离子电池容量衰减时，使充电装置的正极连接正极引出端子10，充电装置的负极连接第三电极引出端子32，即使充电装置的正极和负极分别顺次连接正极片1和第三电极片3而对锂离子电池进行再次充放电，第三电极片3的含锂活性层31充电产生锂离子，及时补充锂离子，降低负极片表面固体电解质膜的形成所消耗的正极片的锂离子，从而降低锂离子电池容量衰减，提高锂离子电池循环充放电的使用寿命，从而使锂离子电池进入自修复进程。其有益效果在于：使第三电极片3的含锂活性层31与正极片1连接，便于通过第三电极片3和正极片1进行充电和放电，从而达到对正极片1预锂化和降低锂离子电池容量的衰减的目的。

本发明还提供一种锂离子电池组，包括若干本发明的锂离子电池，若干锂离子电池相当于电池单体，若干锂离子电池通过串联或通过并联，或通过串并联组合的方式相互连接，从而组成锂离子电池组。

本发明的所述锂离子电池组的优点为：

由于本发明的锂离子电池组采用若干本发明的所述锂离子电池组合而成，因此本发明的所述锂离子电池组具有预锂化和自修复功能，所以所述锂离子电池组在首次充放电时，通过第三电极片3和负极片2或通过第三电极片3和正极片进行充放电，从而使负极片2或正极片1得到预锂化，从而降低电池组预锂化操作的锂离子消耗，且预锂化操作流程简单高效，大大提高了电池组的生产效率，降低了预锂化成本和锂离子电池组的生产成本；在电池组容量衰减时，可通过第三电极片3和正极片1或通过第三电极片3和负极片2对电池进行再次充放电，从而使电池组进入自修复处理进程，降低了锂离子电池组能量和容量衰减速度，从而大大提高了锂离子电池组的循环使用寿命。

可补充的是，本发明的锂离子电池可以为软包电池、方形铝壳电池、方形钢壳电池、圆柱铝壳电池和圆柱钢壳电池中的任意一种。

鉴于本发明中公开了较多材料的电池，因此，针对其中某种典型的电池与现有的电池进行对比说明，其具体实施例与对比例说明如下：本实施例中的实施例一和对比例均选择软包装5Ah磷酸铁锂离子电池来验证本发明效果；

对比例的材料：正极材料选择磷酸铁锂材料，正极带孔载流基体选择13um铝箔；负极材料选择石墨材料，负极带孔载流基体选择8um铜箔。

实施例一也包含正极材料选择磷酸铁锂材料，正极带孔载流基体选择13um铝箔；负极材料选择石墨材料，负极带孔载流基体选择8um铜箔。与对比例的不同的是，实施例在正负极片堆叠而成的锂离子电池的最外两侧分别加了第三电极片，第三电极片的载体即导电基层为6um铜箔，靠负极片侧即含锂活性层为4um金属锂片。

上述实施例一与对比例的电极组分参数选择相同，具体参数如下：

正极材料的重量配比为：正极活性材料占正极材料的96％，2％的聚偏氟乙烯PVDF5130，2％的碳黑导电剂SP；负极材料的重量配比为：其负极活性材料占负极材料的95％，1.60％的羟甲基纤维素钠CMC，1.00％的碳黑导电剂SP，2.50％的丁苯橡胶SBR。

上述实施例一与对比例的涂布和辊压参数相同，具体参数为：正极面密度：31mg/cm²，负极面密度：15.5mg/cm²；正极压实密度：2.3g/cm³，负极压实密度：1.4g/cm³。

采用上述的实施例一和对比例分组装制成不同组的软包装电池，外壳选择铝塑膜材料进行封装成型，然后进行电解液注液、陈化、化成、分容等工序制得锂离子电池。

其具体的制作工序如下：

注液：将真空泵的抽吸口对准电池的注射孔，打开抽真空泵对电池壳进行抽真空，抽真空后关闭真空泵。使注射装置的注射口插入电池的注射口，然后进行注液，为了保证注液效果，可以进行多次注液，注液完成后封口；

陈化：陈化过程中选取电池分组进行陈化作业；

化成：对实施例一中的电池，将负极引出端与第三电极片的引出端分别与检测柜设备进行放电工步设置，电流为0.01C，截止电压为0.001V；

对比例按传统方法进行化成，将化成机线路按照正负极连接到电池上，利用化成机进行化成，然后利用计算机根据电池型号进行参数选择，发送。

分容：对符合化成结果标准的实施例一和对比例电池进行分容，利用分容柜对电池进行分容操作。

分选：经过分容后，对电池进行分选，分选过程中将电池放在采集模块下，然后将采集模块分别与对比例的电池连接、实施例一的电池连接，并使对比例和实施例均经过放电、充电、放电、再充电四个步骤。

经过具体试验得到以下电池性能，其具体对比如表1：

表1

电池类型	对比例	实施例一
			电池容量(Ah)	4.9-5.1	5.3-5.4
电池重量(g)	106	107
			电池内阻(mΩ)	4.4	4.2
首次充放电效率(％)	92	98
			能量密度(wh/kg)	150	162
500次循环后电池容量剩余率	95％	98％

分析表1可知：

本发明实施例的锂离子电池，具体为实施例一的电池，实施例一电池的容量、首次充放电效率、能量密度和多次循环后电池容量剩余率均比对比例高，因此经过本发明的改进，使得传统锂离子电池的电池容量、首次充放电效率、能量密度和多次循环后电池容量剩余率均得到提高，提高了锂离子电池的首次重放电的能量保存率，提高了锂离子电池的循环次数及使用寿命。由表1可知，本发明实施例的锂离子电池具有预锂化功能。

为了进一步证明本发明的有益效果，发明人还做了以下实验。

锂离子电池的正极材料选择磷酸铁锂材料，正极带孔载流基体选择13um铝箔；负极材料选择石墨材料，负极带孔载流基体选择8um铜箔。

与对比例不同的是，实施例二在极芯的最外两侧分别加了第三电极片，第三电极片的载体即导电基层为6um铜箔，靠近负极片侧的含锂活性层为4um金属锂片。

实施例二与实施例一电极组分参数选择相同，具体参数如下：

正极材料的重量配比为：正极活性材料占正极材料的96％，2％的聚偏氟乙烯PVDF5130，2％的碳黑导电剂SP；负极材料的重量配比为：其负极活性材料占负极材料的95％，1.60％的羟甲基纤维素钠CMC，1.00％的碳黑导电剂SP，2.50％的丁苯橡胶SBR。

上述实施例二与对比例的涂布和辊压参数相同，具体参数为：正极面密度：31mg/cm2，负极面密度：15.5mg/cm2；正极压实密度：2.3g/cm3，负极压实密度：1.4g/cm3。

用上述电极组分组装制成软包装电池，外壳选择铝塑膜材料进行封装成型，然后进行电解液注液、陈化、化成、分容、分选等工序制得锂离子电池。

其具体的制作工序如实施例一中的电解液注液、陈化、化成、分容、分选步骤，然后在分选步骤完成后，进行测试操作。测试操作如下：

对实施例二的锂离子电池进行1C循环测试：控制每个单体电池的充放电电压范围为2.0-3.8V，充放电电流为1C，100％DOD、搁置30min的条件下，当循环到电池容量衰减达到95％的时候，将第三电极与负极片引出端与检测柜连接，进行放电工步设置，电流为0.01C，截止电压为0.001V。

放电结束后，继续进行1C循环测试，得到如图9的据锂离子电池的修复循环测试图。

如图9所示，图9为本发明实施例二的锂离子电池的修复循环测试图，根据锂离子电池的修复循环测试图，可得出以下结论：

在测试过程中。参照图9，实施例二的锂离子电池的容量保持性起先不断下降，然后在循环周次为1000周次的时候开始进行锂离子电池的自修复过程。依据图9中的竖线b可明显观察到锂离子电池自修复过程中的容量保持性的变化，锂离子电池的容量保持性从最低点突然回升至比锂离子电池初始容量保持性略低的高度，由此可以得知实施例二的锂离子的容量得到了很好的保持。因此，本发明的锂离子电池和锂离子电池组具有自修复功能。

本发明的锂离子电池和锂离子电池组，一方面可以通过充电装置连接正极和第三电极片或连接负极和第三电极片后进行充放电，对正极或负极进行预锂化操作；另一方面，在电池使用过程中，当发现电池容量衰减时，可通过充电装置连接正极和第三电极片或连接负极和第三电极片后进行充放电，降低锂离子消耗，对电池容量衰减进行自修复处理，提高电池的使用寿命。本发明其合理的结构设计使得预锂化功能简单容易实现，成本低，同时有效提高电池的能量密度，也有效提高了电池循环寿命。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (14)

1.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括三个电极引出端子、第三电极片、若干正极片、若干隔膜纸和若干负极片，所述正极片通过所述隔膜纸连接所述负极片；

三个所述电极引出端子分别为正极引出端子、负极引出端子和第三电极引出端子，所述正极引出端子与所述若干正极片连接，所述负极引出端子与所述若干负极片连接，所述第三电极引出端子与所述第三电极片连接；

通过所述第三电极片和所述正极片，或通过所述第三电极片和所述负极片对所述锂离子电池进行充放电，使所述锂离子电池进入预锂化或自修复过程；

所述正极片上设置有第一带孔载流基体，所述负极片上设置有第二带孔载流基体，所述第三电极片包括导电基层和含锂活性层。

2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述第一带孔载流基体和所述第二带孔载流基体上均设置孔隙，所述第一带孔载流基体和所述第二带孔载流基体的孔隙率均为1％-98％。

3.如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，所述第一带孔载流基体和所述第二带孔载流基体均为带孔金属箔、发泡金属材料、多孔塑料复合基材任何一种或者多种复合。

4.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述第三电极片的数目至少为1。

5.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述第三电极片通过所述隔膜纸与所述负极片连接，所述含锂活性层贴近相邻的所述负极片。

6.如权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述第三电极片设置于所述锂离子电池最外侧的所述负极片的侧部。

7.如权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述第三电极片设置于所述正极片和所述负极片之间。

8.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述第三电极片通过所述隔膜纸与所述正极片连接，所述含锂活性层贴近相邻的所述正极片。

9.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述含锂活性层的组成材料为金属锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝三元材料、富锂层状材料、镍锰尖晶石材料、含锂的高分子化合物中的一种或多种的复合。

10.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，每两个相邻的所述负极片之间夹设一个所述正极片，每两个相邻的所述正极片间夹设一个所述负极片。

11.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极片包括正极活性物质，所述正极活性物质为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝三元材料、富锂层状材料、镍锰尖晶石材料中的一种或多种的组合。

12.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极片包括负极活性物质，所述负极活性物质为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、钛酸锂、硅或硅碳合金、锡合金、活性锂金属中的一种或多种的组合。

13.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，还包括电池壳，所述电池壳内设置有电解液，所述电池壳内部固定所述正极片、负极片和所述第三电极片，所述电池壳顶部具有电池盖，所述电池盖上固定所述正极引出端子、所述负极引出端子和所述第三电极引出端子。

14.一种锂离子电池组，其特征在于，包括若干如权利1-13任意一项所述锂离子电池。

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