锂离子二次电池的制作方法

本发明涉及电池，具体涉及一种锂离子二次电池。

背景技术：

1、随着锂离子电池向高能量密度方向发展，硅基材料凭借超高理论比容量成为提升电池容量的主流材料，但硅基材料在充放电过程中存在高达300%的剧烈体积膨胀，易造成极片表面固态电解质界面（例如sei）膜的反复破裂与重构并诱发析锂副反应，产生大量气体和热量，加剧电池内部的热累积风险。与此同时，现有电池在热箱等高温滥用测试（如热箱测试）条件下，热量往往通过极耳传递至电芯内部，造成极耳区域热量集中，极耳位置及其附近区域的极片表面的sei膜易分解，会进一步加剧活性材料与电解液之间的副反应，增加产热，同时还会引发隔膜热收缩。硅基材料产热与极耳局部区域积热双重作用会严重影响电池的热稳定性，极易造成电池在高温滥用测试中发生起火、爆炸等热失控风险。

2、因此在采用硅基材料实现高容量的基础上，如何有效缓解硅基材料与极耳局部温度较高共同引发的内部热量累积、降低高温条件下热失控风险并提升电池热安全性能，成为当前锂离子电池技术发展亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种锂离子二次电池。本发明的锂离子二次电池（下文中简称为电池）通过对极片进行改进，能够在保证电池高容量、高能量密度的同时，还具有优异的高温安全性能和循环性能。

2、基于此，本发明的发明人提出了如下方案：

3、本发明提供了一种锂离子二次电池，包括由第一极片、第二极片和隔膜卷绕而成的卷芯，所述第一极片包括第一极耳，所述第二极片包括第二极耳；所述锂离子二次电池包括硅基材料；所述第一极片包括第一集流体、位于所述第一集流体一侧表面的第一活性层和位于所述第一集流体另一侧表面的第二活性层；所述第一活性层设置有容纳所述第一极耳的第一极耳槽，所述第一极耳槽使得所述第一集流体露出，所述第一极耳的一部分于所述第一极耳槽内与所述第一集流体电连接；所述第二极片包括第二集流体、位于所述第二集流体一侧表面的第三活性层和位于所述第二集流体另一侧表面的第四活性层；所述第二极片还包括第一表涂层，沿所述第二极片的厚度方向，所述第一表涂层设置于至少部分所述第三活性层背离所述第二集流体的一侧表面，位于所述第三活性层表面的所述第一表涂层的表面设置有第一绝缘件；在所述电池的厚度方向上，所述第一绝缘件和位于所述第三活性层表面的所述第一表涂层的重叠面积的正投影覆盖所述第一极耳槽；所述第一表涂层包括第一颗粒，所述第三活性层和所述第四活性层各自独立地包括第一活性物质颗粒，所述第一颗粒的平均粒径为d1，所述第一活性物质颗粒的平均粒径为d2，d1＜d2。

4、通过上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下优势：

5、（1）本发明通过在第二极片的第三活性层背离第二集流体的一侧表面设置第一表涂层，使其正投影覆盖第一极耳槽，不仅可以降低此处锂离子迁移的速率及局部电流密度，降低析锂风险，还能够在第二极片表面形成防护层，该防护层针对第一极耳位置的局部热量积聚区域以及热量扩散形成的热蔓延区域进行有效防护，能够减少由于第一极耳及其附近的高温区域的热量向第二极片传递后增加极片表面的固态电解质界面膜分解的风险，有效减少高温下电池内部的局部极片与电解液之间的副反应，减少产热，显著提升了电池的热安全性；

6、（2）本发明进一步限定第一颗粒的平均粒径d1小于活性物质颗粒的平均粒径d2，使得第一颗粒可填充于活性层表面的微观间隙中，保证界面更加平整，消除空气隙，形成致密连续的防护层，减少局部副反应，从而进一步协同改善电池的高温安全性能和循环性能；同时第一表涂层平整的界面还可以进一步增强第一绝缘件与第一表涂层之间的粘附性，降低第一绝缘件在高温下脱落的风险。

7、在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

1.一种锂离子二次电池，其特征在于，包括由第一极片、第二极片和隔膜卷绕而成的卷芯，所述第一极片包括第一极耳，所述第二极片包括第二极耳；所述锂离子二次电池包括硅基材料；

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其中，所述第二活性层设置有第二极耳槽，所述第二极耳槽使得所述第一集流体露出，所述第二极耳槽与所述第一极耳槽沿所述第一极片的厚度方向相对设置；

3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池，其中，所述第三活性层设置有第三极耳槽，所述第三极耳槽使得所述第二集流体露出，所述第四活性层设置有容纳所述第二极耳的第四极耳槽，所述第四极耳槽使得所述第二集流体露出，所述第二极耳的一部分于所述第四极耳槽内与所述第二集流体电连接；所述第三极耳槽与所述第四极耳槽沿所述第二极片的厚度方向相对设置；

4.根据权利要求3所述的锂离子二次电池，其中，所述卷芯具有平直区和位于所述平直区两侧的圆弧区；所述第一极片包括位于所述平直区且沿所述卷芯从内至外依次设置的多个第一平直段；位于所述第一平直段的所述第二表涂层的面积总和为s1，所述单个第一平直段的面积为s2，其中，2%≤s1/s2≤400%。

5.根据权利要求4所述的锂离子二次电池，其中，所述第二极片包括位于所述平直区且沿所述卷芯从内至外依次设置的多个第二平直段；位于所述第二平直段的所述第一表涂层的面积总和为s3，所述单个第二平直段的面积为s4，其中，2%≤s3/s4≤400%。

6.根据权利要求5所述的锂离子二次电池，其中，所述第一极片为负极片，所述第二极片为正极片，所述第一活性层位于所述第一集流体远离卷芯中心的一侧表面，所述第二活性层位于所述第一集流体靠近所述卷芯中心的一侧表面；所述第四活性层位于所述第二集流体远离所述卷芯中心的一侧表面，所述第三活性层位于所述第二集流体靠近所述卷芯中心的一侧表面；

7.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池，其中，所述第一表涂层还位于所述第三活性层表面且围绕所述第三极耳槽设置；

8.根据权利要求3所述的锂离子二次电池，其中，所述隔膜包括第一面和第二面，所述隔膜包括第三表涂层；所述隔膜与所述第一极耳槽邻接设置，所述第三表涂层位于所述隔膜的所述第二面，在所述隔膜的厚度方向上，所述第三表涂层的正投影覆盖所述第一极耳槽；

9.根据权利要求6所述的锂离子二次电池，其中，所述负极活性层的表面设置有若干凹槽，所述凹槽的深度为h1，所述第二表涂层的厚度为h2，h1＞h2；

10.根据权利要求3所述的锂离子二次电池，其中，所述第一表涂层的厚度为h3，h2≤h3；