CN205194796U

CN205194796U - 一种锂离子电池

Info

Publication number: CN205194796U
Application number: CN201520982303.8U
Authority: CN
Inventors: 江文锋; 屈丽辉; 周兴锋
Original assignee: Huizhou BYD Battery Co Ltd
Current assignee: Huizhou BYD Battery Co Ltd
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2025-11-30

Abstract

本实用新型提供一种锂离子电池，其至少部分所述负极边缘区域的负极材料层厚度大于负极中心区域的负极材料层厚度；所述负极边缘区域的负极材料层厚度比负极中心区域的负极材料层厚度大0.25倍-0.6倍至少部分所述正极边缘区域的正极材料层厚度小于正极中心区域的正极材料层厚度；所述正极边缘区域的正极材料层厚度比正极中心区域的正极材料层厚度小0.3倍-0.7倍。锂离子电池能有效避免低温充电时负极边缘产生锂沉积，进而提高低温充电截止电压，从而提高电池容量、能量和功率。

Description

一种锂离子电池

技术领域

本实用新型具体涉及一种锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长、开路电压高、安全无污染等一系列优点，已广泛应用于移动电话、笔记本电脑、数码相机、摄像机、PDA、MP3、Bluetooth、PMP等众多便携式通信、娱乐电子产品中，并逐步向电动汽车、空间站等领域拓展，其市场占有率达到90％以上。因此，锂离子电池是目前最具有竞争力的、且已经实现商业化发展的新一代二次能源。

正因为其应用领域的广泛扩展，其应用环境也变得多样化，其低温性能等也变得突出，成为其研发的重点和难点。现有改善锂离子电池低温性能的方法有：改善电极配方、电解液配方、降低极片厚度、提高极片孔隙率等，目前商业锂离子电池已经比较成熟，上述几项方案基本已达到最优状态，对锂离子电池的低温性能改善空间有限，制约了其发展应用。

实用新型内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

发明人在对锂离子电池的研究中发现，现有的电极极片上的电极材料层厚度一般一致，当电池低温充电时，若电压过高，则产生锂沉积。也有为了工艺需求，提高极片良品率而将电极材料层边缘减薄的技术方案，但此种电池的极芯边缘处正负极间距变长，研究发现其极化也增大，电池低温充电电压过高时，仍会产生锂沉积。锂沉积经过循环使用，最终会变成死锂，使得电池的安全性得不到保障。

对于上述问题，发明人经过深入研究发现：锂离子电池低温充电时，其锂沉积一般在负极材料层的两侧边缘位置产生，其产生的宽度大约在40mm以内，与正极片和负极片的宽度无关。同时，我们还研究了石墨的充电，石墨为层状晶体，当石墨发生嵌锂反应(充电)时，首先石墨层中每3层嵌入1层锂，此为Ⅲ阶嵌锂；待嵌满后变为每2层嵌入1层锂，此为Ⅱ阶嵌锂；待嵌满后变为每1层嵌入1层锂，此为Ⅰ阶嵌锂。进一步的我们研究了石墨负极低温充电时产生锂沉积的机理，发现石墨负极在Ⅲ阶嵌锂时不产生锂沉积，从Ⅱ阶嵌锂开始才可能产生锂沉积。有鉴于此，本申请的发明人对负极极片的结构进行了改进。具体而言，通过极片设计，增加负极极片上负极材料层边缘的厚度，避免低温充电时负极材料层边缘产生锂沉积，进而提高低温充电截止电压，从而提高电池容量、能量和功率，有效解决了相关技术中的问题。

本实用新型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，本实用新型提出了一种锂离子电池。

根据本实用新型的锂离子电池，包括电池壳体、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在所述电池壳体内，所述极芯包括正极极片、负极极片和位于正极极片与负极极片之间的隔膜，其中，所述负极极片包括负极集流体和附着在所述负极集流体上的负极材料层，所述负极材料层包括负极中心区域和与负极中心区域相连的位于负极中心区域外围的负极边缘区域，至少部分所述负极边缘区域的负极材料层厚度大于负极中心区域的负极材料层厚度；所述负极边缘区域的负极材料层厚度比负极中心区域的负极材料层厚度大0.25倍-0.6倍；所述正极极片包括正极集流体和附着在所述正极集流体上的正极材料层，所述正极材料层包括与负极中心区域相对的正极中心区域和与负极边缘区域相对的正极边缘区域，至少部分所述正极边缘区域的正极材料层厚度小于正极中心区域的正极材料层厚度；所述正极边缘区域的正极材料层厚度比正极中心区域的正极材料层厚度小0.3倍-0.7倍。

优选，正极边缘区域的正极材料层和负极边缘区域的负极材料层的总厚度与正极中心区域的正极材料层和负极中心区域的负极材料层的总厚度一致。

优选，负极边缘区域的宽度为1～50mm，所述正极边缘区域的宽度为1～50mm。

进一步优选，负极边缘区域的宽度为3～30mm，所述正极边缘区域的宽度为3～30mm。

更进一步优选，负极边缘区域的宽度为5～15mm，所述正极边缘区域的宽度为5～15mm。

优选，负极极片为方形，在负极极片的宽度方向上位于负极中心区域两侧的负极边缘区域的负极材料层厚度大于负极中心区域的负极材料层厚度；所述正极极片为方形，在正极极片的宽度方向上位于正极中心区域两侧的正极边缘区域的正极材料层厚度小于正极中心区域的正极材料层厚度。

优选，正极边缘区域的正极材料层的容量与负极边缘区域的负极材料层的容量比为1：2—1：6。

进一步优选，正极边缘区域的正极材料层的容量与负极边缘区域的负极材料层的容量比为1：3.2—1：4。

本实用新型的正极极片上正极材料层边缘变薄，负极极片上负极材料层边缘变厚，在负极极片的中心位置和边缘位置的负极材料层相对正极材料层过量比例不同，边缘位置的负极材料层过量比例更高，能有效避免低温充电时负极边缘产生锂沉积，进而提高低温充电截止电压，从而提高电池容量、能量和功率。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的负极极片的结构示意图；

图2是根据本实用新型另一个实施例的负极极片的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的正极极片的结构示意图；

图4是根据本实用新型另一个实施例的正极极片的结构示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例的极芯的结构示意图；

图6是根据本实用新型另一个实施例的极芯的结构示意图；

图7是本实用新型实施例1正极极片制备拉浆示意图；

图8是本实用新型实施例1负极极片制备拉浆示意图；

图9是本实用新型实施例5正极极片制备拉浆示意图；

图10是本实用新型实施例5负极极片制备拉浆示意图。

附图标记：

负极极片-1，负极中心区域-11，负极边缘区域-12，负极集流体-13；

正极极片-2，正极中心区域-21，正极边缘区域-22，正极集流体-23；

负极涂覆滚轮-3；

正极涂覆滚轮-4。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

根据本实用新型的一种锂离子电池，包括电池壳体、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在所述电池壳体内，如附图5、6所示，所述极芯包括正极极片2、负极极片1和位于正极极片与负极极片之间的隔膜(图中未示出)。极芯一般通过正极极片2、中间绝缘的隔膜和负极极片1通过卷绕或层叠制得，正极极片2、负极极片1相对设置，一般，正极、负极相对的面上对应分别设有正极材料层和负极材料层，即正极极片2上与负极极片1上负极材料层对应的位置设有正极材料层，一般负极极片1上含有负极材料部分完全覆盖正极极片2上含有正极材料部分。

如附图1、2所示，本实用新型的锂离子电池负极极片1，包括负极集流体13和附着在所述负极集流体13上的负极材料层。本实用新型的改进之处在于，对负极极片1的结构进行改进，负极集流体13及负极材料层，本实用新型没有限制。例如，负极集流体13可以为铜箔。负极材料层可以为单层结构，也可以为材料复合层多层结构等，通常，负极材料层可以包括负极活性物质、负极粘结剂以及负极导电剂。所述负极活性物质可以采用可以商购的所有负极活性物质，如石墨。所述负极导电剂可以为乙炔黑、导电碳黑、导电石墨、石墨烯、碳纳米管等中的至少一种。所述负极粘结剂可以是现有技术中用于锂离子二次电池负极的各种粘结剂，如可以是聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。

负极材料层包括负极中心区域11和与负极中心区域11相连的位于负极中心区域11外围的负极边缘区域12，本实用新型的主要改进之处在于，至少部分所述负极边缘区域12的负极材料层厚度大于负极中心区域11的负极材料层厚度。

本实用新型中，负极中心区域11是指远离负极极片1边缘的区域，负极边缘区域12是指负极材料层的边缘，即指靠近负极极片1边缘的区域。至少部分所述负极边缘区域12是指可以部分负极边缘区域12也可以全部负极边缘区域12采用本实用新型的技术方案。

本实用新型优选，负极边缘区域12的宽度为1～50mm，进一步优选，负极边缘区域12的宽度为3～30mm，更进一步优选，负极边缘区域12的宽度为5～15mm。进一步优化本实用新型的技术方案，避免产生锂沉积的同时尽量避免电池容量损失。

如图1、2所示，本实用新型的具体实施例中负极极片1可以为方形，在负极极片1的宽度方向上位于负极中心区域11两侧的负极边缘区域12的负极材料层厚度大于负极中心区域11的负极材料层厚度。在负极极片1的宽度方向上，负极集流体13上的负极材料层从一边到另一边依次分为：负极边缘区域12、负极中心区域11和负极边缘区域12，本实用新型即负极材料层的厚度从一边到另一边依次分为：厚、薄和厚。即本实用新型可以采用只在负极极片1宽度方向的两侧加厚。

其中，负极边缘区域12的负极材料层厚度可以采用均一厚度，也可以梯度变化。

如附图1所示，一些实施例中，负极边缘区域12的负极材料层厚度采用均一厚度，此时负极极片的剖面图类似“凹”字型，优选，负极边缘区域12的负极材料层厚度比负极中心区域11的负极材料层厚度大0.25倍-0.6倍。

如附图2所示，一些实施例中，负极边缘区域12的负极材料层厚度呈梯度变化，优选，负极中心区域11与负极边缘区域12平滑连接。具体的，负极边缘区域12从远离负极中心区域11的外侧到负极中心区域11圆滑过渡，即负极边缘区域12截面呈弧形或弯月形，变化梯度即截面的具体的形状与负极边缘区域12的宽度和设计容量有关。

上述负极极片1的具体的制备方法可以为，配置负极浆料，根据所需的负极边缘区域12、负极中心区域11的宽度，在负极集流体13上选定相应位置，在负极集流体13上涂覆负极浆料，涂覆时负极边缘区域12负极浆料厚、负极中心区域11负极材料薄，具体可以为负极集流体13沿其长度方向运动，在其宽度方向上通过控制涂覆浆料流量的方式进行涂覆。其中，在负极中心区域11及两侧的负极边缘区域12所对应的宽度上，浆料的流量不同，具体流量与负极集流体13运动速度有关，只需使涂覆形成的负极边缘区域12负极浆料的厚度大于负极中心区域11负极浆料的厚度。然后经烘干、辊压得到负极极片1。其中，烘干的方法为本领域常用的方法，如在100℃下烘干。所述辊压的方法为本领域常用的方法，如采用2.0MPa的压力进行辊压。经过辊压处理后，负极集流体13上各个区域的负极材料厚度和/或宽度会出现一定的变化，但是变化非常小，变化后的数值仍在上述范围内。

负极极片1上的其他结构本实用新型没有限制，例如，负极极片1上还可以含有不含负极材料的极耳区，即裸露的集流体作为负极极耳或连接负极极耳，极耳区一般位于负极材料层的负极边缘区域12不与负极中心区域11相连的一侧，即位于负极极片1边缘，一般极耳区宽度为2-100mm，优选为10-40mm。

如附图3、4所示，本实用新型的锂离子电池正极极片2包括正极集流体23和附着在所述正极集流体23上的正极材料层，所述正极材料层包括与负极中心区域11相对的正极中心区域21和与负极边缘区域12相对的正极边缘区域22，至少部分所述正极边缘区域22的正极材料层厚度小于正极中心区域21的正极材料层厚度，即正极极片2上正极材料层的厚度也随负极极片1上负极材料层的厚度变化，但变化趋势刚好相反，即负极材料层厚度厚的负极边缘区域12对应的正极边缘区域22正极材料层厚度薄。正极边缘区域22的正极材料层厚度比正极中心区域21的正极材料层厚度小0.3倍-0.7倍。

优选，正极边缘区域的宽度与负极边缘区域的宽度一致，正极边缘区域的宽度优选为1～50mm，进一步优选为3～30mm，更进一步优选为5～15mm。

进一步优选，正极边缘区域22的正极材料层和负极边缘区域12的负极材料层的总厚度与正极中心区域21的正极材料层和负极中心区域11的负极材料层的总厚度一致。即由正极极片2、负极极片1组成的极芯有材料层的地方厚度基本一致。

其中，本实用新型的正极集流体23材料、正极材料为本领域公知，如在锂离子二次电池中，正极集流体23可以为铝箔，正极材料包括正极粘结剂、正极活性物质和正极导电剂。所述正极粘结剂、正极活性物质和正极导电剂的含量为常规含量。本实用新型对正极活性物质没有特别的限制，与现有技术一样。所述正极活性物质可以采用可以商购的所有正极活性物质，如LiFePO₄，Li₃V₂(PO₄)₃，LiMn₂O₄，LiMnO₂，LiNiO₂，LiCoO₂，LiVPO₄F，LiFeO₂；或者三元系Li_1+aL_1－b－cM_bN_cO₂，其中-0.1≤a≤0.2，0≤b≤1，0≤c≤1，0≤b+c≤1，L、M、N为Co、Mn、Ni、Al、Mg、Ga和3d过渡族金属元素中一种或几种。所述正极导电剂可以采用本领域所公知的任何正极导电剂，例如可以采用石墨、碳纤维、碳黑、金属粉末和纤维中的一种或几种。将正极材料与溶剂混合得到正极浆料，所用的溶剂可以是现有技术中的各种溶剂，如可以选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺(DEF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)以及水和醇类中的一种或几种。溶剂的用量使所述正极浆料能够涂覆到所述正极集流体23上即可。

正极极片2上的其他结构本实用新型没有限制，例如，正极极片2上也还可以含有不含正极材料的极耳区，即裸露的集流体作为正极极耳或连接正极极耳。

一些实施例中，如附图3所示，正极边缘区域22的正极材料层厚度可以如负极极片1类似采用均一厚度，此时，正极极片的剖面图对应于负极极片的“凹”字型，类似于“凸”字型。

一些实施例中，如附图4所示，正极边缘区域22的正极材料层厚度对应于负极极片1在远离正极中心区域21方向上梯度递减，正极中心区域21与正极边缘区域22平滑连接，对应的负极边缘区域12的负极材料层厚度在远离负极中心区域11方向上梯度递增。具体的，类似于与其对应的负极极片，正极边缘区域22从远离正极中心区域21的外侧到正极中心区域21圆滑过渡，即正极边缘区域22截面呈弧形或弯月形，变化梯度即截面的具体的形状与正极边缘区域22的宽度和设计容量有关。其中，优选，正极材料层梯度递减的减幅与负极材料层梯度递增的增幅一致。

上述正极极片2的具体的制备方法可以为，配置正极浆料，根据所需的正极边缘区域22、正极中心区域21的宽度，在正极集流体23上选定相应位置，在正极集流体23上涂覆正极浆料，涂覆时正极边缘区域22正极浆料薄、正极中心区域21正极浆料厚，具体可以为正极集流体23沿其长度方向运动，在其宽度方向上通过控制涂覆浆料流量的方式进行涂覆。其中，在正极中心区域21及两侧的正极边缘区域22所对应的宽度上，浆料的流量不同，具体流量与正极集流体23运动速度有关，只需使涂覆形成的正极边缘区域22正极浆料的厚度小于正极中心区域21正极浆料的厚度。也可以采用均一涂覆后再减薄处理，减薄处理可以为刮剃，然后经烘干、辊压得到正极极片2。其中，烘干的方法为本领域常用的方法，如在100℃下烘干。所述辊压的方法为本领域常用的方法，如采用2.0MPa的压力进行辊压。经过辊压处理后，正极集流,23上各个区域的正极材料厚度和/或宽度会出现一定的变化，但是变化非常小，变化后的数值仍在上述范围内。

优选，正极边缘区域22的正极材料层的容量与负极边缘区域12的负极材料层的容量比为1：2—1：6。进一步优选，正极边缘区域22的正极材料层的容量与负极边缘区域12的负极材料层的容量比为1：3.2—1：4。即在负极极片1的中心位置和边缘位置的负极材料层相对正极材料层过量比例不同，能有效避免低温充电时负极边缘产生锂沉积。

在制作极芯时，可以将正极极片2和负极极片1在所述长度方向上以一边为基准对齐放置，在宽度方向上错开放置，露出所述正极极片2和负极极片1上不含电极材料的极耳区。并且在正极极片2和负极极片1中间含有隔膜，负极极片1上含有负极材料部分完全覆盖正极极片2上含有正极材料部分的情况下进行卷绕得到极芯。所述隔膜为本领域常用的隔膜，如聚乙烯。电池的其他结构和制作方法可以为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。

本实用新型为正极极片2上正极材料层边缘变薄，负极极片1上负极材料层边缘变厚，在负极极片1的中心位置和边缘位置的负极材料层相对正极材料层过量比例不同，边缘位置的负极材料层过量比例更高，能有效避免低温充电时负极边缘产生锂沉积，进而提高低温充电截止电压，从而提高电池容量、能量和功率。

下面通过实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

(1)正极极片的制备

将LiFePO₄、乙炔黑、PVDF(聚偏氟乙烯)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)按照100：5：6：0.5的重量比配料，得到正极浆料。采用如附图7所示的正极涂覆滚轮4在方形铝箔的一面先拉浆，同步120℃烘干后再拉另外一面，同步120度烘干，然后压片。正极的敷料面积为500*150mm，铝箔的厚度为12微米。正极中心区域单面敷料厚度为50微米，在正极中心区域两侧的正极边缘区域单面敷料厚度采用从正极边缘区域到正极中心区域逐步增大的梯度变化，正极边缘区域的宽度为3mm。

(2)负极极片的制备

将石墨、CMC(羧甲基纤维素)、SBR(丁苯橡胶)按照100：2：2的重量比配料，得到负极浆料。采用如附图8所示的负极涂覆滚轮3在方形铜箔的一面先拉浆，同步120度烘干后再拉另外一面，同步120度烘干，然后压片。负极的敷料面积为504*154mm，铜箔的厚度为16微米。负极中心区域单面敷料厚度50微米。在负极中心区域两侧的负极边缘区域单面敷料厚度采用负极边缘区域到负极中心区域逐步降低的梯度变化，负极边缘区域的宽度为3mm。

(3)极芯的制备

按照正极极片、隔膜、负极极片、隔膜的顺序卷绕在一起，使正负极极耳区相对，并且负极极片上的含有负极材料部分完全覆盖正极极片上的含有正极材料部分，然后进行卷绕得到如附图6所示的极芯。正极中心区域的正极材料和负极中心区域的负极材料的容量比为1：1.2。正极边缘区域的正极材料和负极边缘区域的负极材料的容量比为1：4。

(4)电池的制备

将极芯置入电池壳中，焊极耳、盖板，注液、化成分容，制备得电池样品C1。

电池的容量为3Ah左右。电压为3.2V。

实施例2

采用与实施例1相同的方法步骤制备电池样品C2。不同的是正极边缘区域、负极边缘区域的宽度均为10mm。

实施例3

采用与实施例1相同的方法步骤制备电池样品C3。不同的是正极边缘区域、负极边缘区域的宽度均为20mm。

实施例4

采用与实施例1相同的方法步骤制备电池样品C4。不同的是正极边缘区域、负极边缘区域的宽度均为50mm。

实施例5

(1)正极极片的制备

将LiFePO4、乙炔黑、PVDF(聚偏氟乙烯)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)按照100：5：6：0.5的重量比配料，得到正极浆料。采用如附图9所示的正极涂覆滚轮4在方形铝箔的一面先拉浆，同步120℃烘干后再拉另外一面，同步120度烘干，然后压片。正极的敷料面积为500*150mm，铝箔的厚度为12微米。正极中心区域单面敷料厚度为50微米，在正极中心区域两侧的正极边缘区域单面敷料厚度为20微米，正极边缘区域的宽度为10mm。

(2)负极极片的制备

将石墨、CMC(羧甲基纤维素)、SBR(丁苯橡胶)按照100：2：2的重量比配料，得到负极浆料。采用如附图10所示的负极涂覆滚轮3在方形铜箔的一面先拉浆，同步120度烘干后再拉另外一面，同步120度烘干，然后压片。负极的敷料面积为504*154mm，铜箔的厚度为16微米。负极中心区域单面敷料厚度50微米，在负极中心区域两侧的负极边缘区域单面敷料厚度为80微米，负极边缘区域的宽度为10mm。

(3)极芯的制备

按照正极极片、隔膜、负极极片、隔膜的顺序卷绕在一起，使正负极极耳区相对，并且负极极片上的含有负极材料部分完全覆盖正极极片上的含有正极材料部分，然后进行卷绕得到如附图5所示的极芯。正极中心区域的正极材料和负极中心区域的负极材料的容量比为1：1.2。正极边缘区域的正极材料和负极边缘区域的负极材料的容量比为1：4。

(4)电池的制备

将极芯置入电池壳中，焊极耳、盖板，注液、化成分容，制备得电池样品C5。

电池的容量为3Ah左右。电压为3.2V。

实施例6

采用与实施例5相同的方法步骤制备电池样品C6。不同的是位于正极中心区域两侧的正极边缘区域的厚度为25微米，位于负极中心区域两侧的负极边缘区域的厚度为75微米。正极边缘区域的正极材料和负极边缘区域的负极材料的容量比为1：3。

实施例7

采用与实施例5相同的方法步骤制备电池样品C7。不同的是位于正极中心区域两侧的正极边缘区域的厚度为22微米，位于负极中心区域两侧的负极边缘区域的厚度为78微米。正极边缘区域的正极材料和负极边缘区域的负极材料的容量比为1：3.6。

实施例8

采用与实施例5相同的方法步骤制备电池样品C8。不同的是位于正极中心区域两侧的正极边缘区域的厚度为17微米，位于负极中心区域两侧的负极边缘区域的厚度为83微米。正极边缘区域的正极材料和负极边缘区域的负极材料的容量比为1：5。

对比例1

采用与实施例5相同的方法步骤制备电池样品D1。不同的是拉浆机为常规拉浆机使正极极片表面的敷料厚度一致，正极中心区域正极材料层厚度与正极边缘区域正极材料层的厚度一致，均为50微米。负极极片表面的敷料厚度一致，负极中心区域负极材料层厚度与负极边缘区域负极材料层的厚度一致，也均为50微米。正极极片上的正极材料层与负极极片上的负极材料层的容量比为1：1.2。

性能测试：

1、电池容量测试

在25℃下，将实施例1-8、对比例1制备得到的电池样品C1-C8、D1以设计容量0.05C的电流充电4小时，再以设计容量0.1C的电流充电6小时至电压为3.6伏，然后再以恒定电压3.6伏充电，至截至电流为0.01C毫安；再以0.2C的恒定电流放电至电池电压为2.0伏。记录电池的首次放电容量。然后以设计容量0.5C的电流循环3次，记录最高放电容量为C0，测试结果如表1。

2、电池低温循环

在-20℃下，将实施例1-8、对比例1制备得到的放电态电池C1-C8、D1放置8h，然后以0.2C电流充电到3.55V，搁置30min，以0.2C电流放电到2.5V，搁置30min，循环800次，每200次循环后电池测试一次25℃下0.5C容量，分别记为C200、C400、C600、C800，测试结果如表1。

在-20℃下，将实施例1-8、对比例1制备得到的放电态电池C1-C8、D1放置8h，然后以0.2C电流充电到3.6V，搁置30min，以0.2C电流放电到2.5V，搁置30min，循环800次，每200次循环后电池测试一次25℃下0.5C容量，分别记为C200、C400、C600、C800，测试结果如表2。

在-20℃下，将实施例1-8、对比例1制备得到的放电态电池C1-C8、D1放置8h，然后以0.2C电流充电到3.65V，搁置30min，以0.2C电流放电到2.5V，搁置30min，循环800次，每200次循环后电池测试一次25℃下0.5C容量，分别记为C200、C400、C600、C800，测试结果如表3。

在-20℃下，将实施例1-8、对比例1制备得到的放电态电池C1-C8、D1放置8h，然后以0.2C电流充电到3.7V，搁置30min，以0.2C电流放电到2.5V，搁置30min，循环800次，每200次循环后电池测试一次25℃下0.5C容量，分别记为C200、C400、C600、C800，测试结果如表4。

表1

表2

表3

表4

本实用新型采用常温恢复容量来判断电池低温充电是否发生了锂沉积，判断标准为98％，即恢复容量大于98％未发生锂沉积，恢复容量小于98％则发生了锂沉积。

测试结果可以看出，本实用新型所制的电池样品C1-C8，-20℃下0.2C电流3.6、3.65、3.7V循环800次后，其常温容量恢复率最差的分别为98.9％、93.1％、82.6％，而对比例1的电池样品D1分别仅为70.3％、40.2％、15.6％，本实用新型的低温充电性能优异。

Claims

1.一种锂离子电池，包括电池壳体、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在所述电池壳体内，所述极芯包括正极极片、负极极片和位于正极极片与负极极片之间的隔膜，其特征在于，所述负极极片包括负极集流体和附着在所述负极集流体上的负极材料层，所述负极材料层包括负极中心区域和与负极中心区域相连的位于负极中心区域外围的负极边缘区域，至少部分所述负极边缘区域的负极材料层厚度大于负极中心区域的负极材料层厚度；所述负极边缘区域的负极材料层厚度比负极中心区域的负极材料层厚度大0.25倍-0.6倍；

所述正极极片包括正极集流体和附着在所述正极集流体上的正极材料层，所述正极材料层包括与负极中心区域相对的正极中心区域和与负极边缘区域相对的正极边缘区域，至少部分所述正极边缘区域的正极材料层厚度小于正极中心区域的正极材料层厚度；所述正极边缘区域的正极材料层厚度比正极中心区域的正极材料层厚度小0.3倍-0.7倍。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极边缘区域的正极材料层和负极边缘区域的负极材料层的总厚度与正极中心区域的正极材料层和负极中心区域的负极材料层的总厚度一致。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极边缘区域的宽度为1～50mm，所述正极边缘区域的宽度为1～50mm。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极边缘区域的宽度为3～30mm，所述正极边缘区域的宽度为3～30mm。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极边缘区域的宽度为5～15mm，所述正极边缘区域的宽度为5～15mm。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极极片为方形，在负极极片的宽度方向上位于负极中心区域两侧的负极边缘区域的负极材料层厚度大于负极中心区域的负极材料层厚度；

所述正极极片为方形，在正极极片的宽度方向上位于正极中心区域两侧的正极边缘区域的正极材料层厚度小于正极中心区域的正极材料层厚度。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极边缘区域的正极材料层的容量与负极边缘区域的负极材料层的容量比为1：2—1：6。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极边缘区域的正极材料层的容量与负极边缘区域的负极材料层的容量比为1：3.2—1：4。