叠片电芯及锂离子电池的制作方法

本发明涉及锂离子电池，尤其涉及一种叠片电芯及锂离子电池。

背景技术：

1、锂离子电池，因其能量密度高、无记忆效应、循环寿命长等优点，已被广泛应用于新能源汽车。新能源汽车目前普遍存在里程焦虑问题。

2、相关技术中，可以通过增强单次充电的续航里程来消除里程焦虑问题，也即是，需要锂离子电池的电芯具备高能量密度，来消除里程焦虑问题；也可以通过缩短单次充电的时间来消除里程焦虑问题，也即是，提高锂离子电池的电芯的快充性能来消除里程焦虑问题。

3、然而，锂离子电池的电芯会存在高能量密度和快充性能不兼顾的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种叠片电芯及锂离子电池，以解决锂离子电池的电芯会存在高能量密度和快充性能不兼顾的问题。

2、一方面，本发明实施例提供一种叠片电芯，包括

3、第一叠芯，所述第一叠芯包括第一正极片、第一隔膜和第一负极片，所述第一正极片、所述第一隔膜和所述第一负极片交错层叠设置；

4、所述第一正极片包括第一正极集流体和位于所述第一正极集流体表面至少一侧的第一正极活性物质层；

5、所述第一负极片包括第一负极集流体和第一负极活性物质层，所述第一负极活性物质层设置在所述第一负极集流体的厚度方向的至少一侧，所述第一负极活性物质层包括第一负极活性材料，所述第一负极活性材料包括第一硅基材料；

6、第二叠芯，所述第二叠芯包括第二正极片、第二隔膜和第二负极片，所述第二正极片、所述第二隔膜和所述第二负极片交错层叠设置；

7、所述第二正极片包括第二正极集流体和位于所述第二正极集流体表面至少一侧的第二正极活性物质层；

8、所述第二负极片包括第二负极集流体和第二负极活性物质层，所述第二负极活性物质层设置在所述第二负极集流体的厚度方向的至少一侧，所述第二负极活性物质层包括第二负极活性材料，所述第二负极活性材料包括第二硅基材料；

9、所述第一叠芯连接有第一正极耳和第一负极耳，所述第二叠芯连接有第二正极耳和第二负极耳；

10、其中，所述第一正极片的第一正极活性物质层的面密度大于所述第二正极片的第二正极活性物质层的面密度；和/或，

11、所述第一负极片的第一负极活性物质层中所述第一硅基材料大于所述第二负极片的第二负极活性物质层中所述第二硅基材料含量。

12、在一种可能的实施方式中，在所述叠片电芯的厚度方向上，所述叠片电芯最内侧的所述第一隔膜和所述第二隔膜之间设置有第三正极片，所述第三正极片朝向所述第一叠芯一侧的正极活性物质层的面密度大于所述第三正极片朝向所述第二叠芯一侧的正极活性物质层的面密度；

13、和/或，所述第一负极片与所述第三正极片的n/p比和所述第二负极片与所述第三正极片的n/p比均为1.01～1.25，所述第一负极片与所述第三正极片的n/p比与所述第二负极片与所述第三正极片的n/p比的差值为-0.5～0.5。

14、在一种可能的实施方式中，所述第一负极片的第一负极活性物质层远离第一负极集流体的表面设置有补锂层；

15、优选地，所述补锂层包括相互间隔设置的金属段；

16、优选地，所述第一负极片的负极活性物质层未被所述补锂层覆盖的区域为第一区域，所述第一负极片的负极活性物质层被所述补锂层覆盖的区域为第二区域，所述第一区域的面与所述第二区域的面积比值为0.2～5。

17、在一种可能的实施方式中，所述第一负极片复合集流体包括聚合物层和分别位于所述聚合物层相对两侧的两个金属层，两个所述金属层的厚度为0.3～5μm，所述聚合物层的厚度为1～20μm；

18、所述聚合物层的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯或聚丙烯；

19、优选地，所述第一负极片的拉伸强度大于或等于100mpa。

20、在一种可能的实施方式中，所述第二正极片的第二正极活性物质层和/或所述第二负极片的第二负极活性物质层设置有凹陷部。

21、在一种可能的实施方式中，所述凹陷部设置在所述第二负极活性物质层上，所述凹陷部包括多个相互间隔的圆孔或凹槽；

22、优选地，相邻两个所述圆孔的中心之间的间距为0.5～5mm，所述圆孔的直径为20～2000μm，所述圆孔的深度为3～70μm；或，在所述叠片电芯的厚度方向上，所述圆孔的深度大于所述第二负极活性物质层的厚度和所述第二负极集流体的厚度之和；

23、优选地，相邻两个所述凹槽之间的间距为0.5～5mm，所述凹槽的深度为3～70μm；或，在所述叠片电芯的厚度方向上，所述凹槽的深度大于所述第二负极活性物质层的厚度和所述第二负极集流体的厚度之和。

24、在一种可能的实施方式中，所述第一负极片的第一负极活性物质层的材料包括第一石墨，所述第一石墨的中值粒径(dv50)为2～40μm；

25、所述第二负极片的第二负极活性物质层的材料包括第二石墨，所述第二石墨的中值粒径(dv50)为1～30μm；

26、所述第二石墨的中值粒径小于所述第一石墨的中值粒径(dv50)，所述第一石墨的压实密度大于所述第二石墨的压实密度。

27、在一种可能的实施方式中，所述第一负极耳和所述第二负极耳相连接并形成第三负极耳。

28、在一种可能的实施方式中，所述第一正极耳与所述第一叠芯之间以及所述第一负极耳与所述第一叠芯之间均设置有开关；

29、在所述叠片电芯的长度方向上，所述第一正极耳和所述第二正极耳位于所述叠片电芯的同一侧，所述第一负极耳和所述第二负极耳位于所述叠片电芯的同一侧；

30、在所述叠片电芯的长度方向上，所述第一正极耳和所述第一负极耳分别位于所述叠片电芯的两侧，所述第二正极耳和所述第二负极耳分别位于所述叠片电芯的两侧。

31、在一种可能的实施方式中，所述第一正极片的第一正极活性物质层的面密度为5～40mg/cm2；

32、所述第二正极片的第二正极活性物质层的面密度为5～40mg/cm2；

33、所述第一负极片的第一负极活性物质层中所述第一硅基材料含量为5～50wt％；所述第二负极片的第二负极活性物质层中所述第二硅基材料含量为0～40wt％。

34、另一方面，本发明实施例提供一种锂离子电池，包括壳体和如上所述的叠片电芯，所述叠片电芯设置在所述壳体中。

35、本发明实施例提供一种叠片电芯及锂离子电池，通过第一正极片的正极活性物质层的面密度大于第二正极片的正极活性物质层的面密度，可以使第一正极片的正极活性物质层的质量大于第二正极片的正极活性物质层的质量，从而使第一叠芯具备高质量能量密度。

36、第一负极片的第一负极活性物质层中第一硅基材料含量大于所述第二负极片的第二负极活性物质层中第二硅基材料含量，可以使得第一负极活性物质层的克容量大于第二负极活性物质层的克容量，从而使得第一负极片的容量大于第二负极片的容量，有助于提高第一叠芯的质量能量密度，进而使第一叠芯具备高质量能量密度。

37、通过第一叠芯作为高质量能量密度的部分，第二叠芯作为快充部分，从而可以使锂离子电池的电芯兼顾高质量能量密度和快充性能。