电化学电池及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电化学电池领域，特别涉及一种电化学电池及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 进入21世纪以后，各种电子器件产品如手机、笔记本、可穿戴设备等层出不穷，极 大的丰富了广大用户的生活；同时，电动汽车及各类储能电站也如雨后春笋般迅速萌芽、发 展、壮大。以上高科技产品，具有一个共同特征：需要高性能电池充当储能部件。
[0003] 现有的电池主要有一次电池和二次电池两大类；所谓一次电池，即无法反复充电 的电池，主要包括碳锌电池、碱性电池、糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式 电池（扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池）、锌空气电池、一次锂锰电池等、水银 电池；所谓二次电池，即可充电电池，主要包括二次碱性锌锰电池、镍镉充电电池、镍氢充电 电池、锂充电电池、铅酸电池、太阳能电池。铅酸蓄电池可分为：开口式铅酸蓄电池、全密闭 铅酸蓄电池。而从外包装角度分析，现有电池主要分为软包装电池及硬壳包装电池，由于软 包装电池包装膜本身厚度小，可塑性大，被广泛的运用于各类高档一次电池和二次电池中。
[0004] 然而，随着各类用电设备的不断升级，其对电池的性能提出了更多要求，如电池更 高能量密度、更快充放电速度、更长循环寿命、更好安全性能等；而这其中，能量密度直接关 系到产品的用户体验效果，电芯安全性能与用电产品的安全使用及用户的生命财产及人生 安全密切相关，因此，能量密度及安全性能备受电池生产商、用户的关注。如何提高电池能 量密度的同时，又能改善电池的安全性能成为了电池领域广大研究者的重点研究方向。为 了提高电池能量密度，专利申请号为201420283159. 4的实用新型专利发明了一种有效极 片清洗装置：包括用于传输极片的传输系统和激光系统，激光系统包括至少一个用于发射 激光束并投射到极片上的激光发射头，激光系统至少还包括用于匀化激光发射头发射的激 光束的能量的光束整形机构，激光发射头和光束整形机构电连接。相对于现有技术，该实用 新型通过设置光束整形机构，能够将激光光束的能量均匀化，既不会伤害极片中的箱材，从 而提尚极耳的焊接质量；又不会造成涂层的残留，从而提尚清洗的质量，而且光束中的尚能 量和低能量能够被有效的利用，从而实现激光能量的最大化利用，进而提高能量的利用率、 清洗效率和清洗质量。但是，经过该方法制备出来的电芯，由于负极极片中间区域被清洗 掉，极易在局部区域出现正极活性物质的量超过负极活性物质的量，经过充放电或长时间 循环后，出现局部区域析锂状况，从而降低电池的安全性能。
[0005] 有鉴于此，确有必要开发一种新的电池，其既能解提高电池能量密度，又具有高的 安全性能。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种电化学电池：包括正极 片、负极片、隔离膜、外包装和电解液，所述正极片包括正极集流体与正极涂敷层，所述正 极涂敷层的单位面积的容量为CcmAh，所述负极片包括负极集流体与负极涂敷层，所述 负极涂敷层的单位面积的容量为CamAh;在所述正极片与所述负极片相对应的区域存在Cc彡Ca区域；且所述Cc彡Ca区域的最小宽度为L，L彡0. 5mm;所述Cc彡Ca区域的正极 片涂层经过正极活性物质失活处理，正极活性物质容量发挥率小于或等于95%。通过失活 处理，限制或完全抑制正极活性物质容量发挥，从而确保在涂敷时Cc多Ca区域，制成成品 电芯时，容量发挥仍然满足Cc<Ca，避免负极析锂影响电池性能。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] -种电化学电池，包括正极片、负极片、隔离膜、外包装和电解液，所述正极片包 括正极集流体与正极涂敷层，所述正极涂敷层的单位面积的容量为CcmAh，所述负极片包 括负极集流体与负极涂敷层，所述负极涂敷层的单位面积的容量为CamAh;在所述正极 片与所述负极片相对应的区域存在Cc多Ca区域；且所述Cc多Ca区域的最小宽度为L， L彡0. 5mm;L较小时，即使出现Cc彡Ca区域，由于在该区域之外，通常还是Cc〈Ca，正极 过量的容量也能够扩散开来，由周边负极吸纳多余的正极容量，不会出现析锂现象。所述 Cc多Ca区域的正极片涂层经过正极活性物质失活处理，正极活性物质容量发挥率小于或 等于95%。此时，就能根据负极实际容量值Ca对正极活性物质容量发挥率进行调节，使得 正极活性物质容量发挥率Cc'与负极容量Ca匹配（即Cc'〈Ca)，最终确保电池在使用过程 中不会析锂。
[0009] 作为本发明电化学电池的一种改进，所述失活处理包括物理失活处理或/和化学 失活处理，经过该失活处理后，所述Cc多Ca区域的正极涂敷层的正极活性物质的容量发挥 率小于或等于90%。
[0010] 作为本发明电化学电池的一种改进，所述物理失活处理包括所述电极电子通道阻 隔失活处理或所述电极离子通道阻隔失活处理；所述化学失活处理为对活性物质本身进行 失活处理。
[0011] 作为本发明电化学电池的一种改进，所述电极电子通道阻隔失活处理包括超声震 荡处理，如将活性物质颗粒震松致使其彼此之间失去连接、导电剂氧化处理使其失去导电 性能、导电剂热处理中的至少一种；所述电极离子通道阻隔失活处理为采用非离子传导物 质填充电极孔结构，如各类液态胶水，填充电极孔洞后固化，使得电极孔洞堵塞，电极失去 活性；具体胶水有瞬间胶（常见的502α-氰基丙烯酸乙酯强力瞬间接着剂是一种）、环氧 树脂粘结类、厌氧胶水、UV胶水（紫外线光固化类）、热熔胶、压敏胶、乳胶类等；所述对活性 物质本身进行失活处理包括活性物质氧化失活处理、活性物质还原失活处理、活性物质热 处理失活处理中的至少一种。
[0012] 作为本发明电化学电池的一种改进，L多1mm;因为当L多1mm，离子扩散补充效果 更差，此时周围Cc〈Ca的区域的负极涂层无法分担多余的正极涂层容量，若不采用本发明， 充电或循环过程中，析锂可能性将非常大。
[0013] 本发明还包括一种电化学电池的制备方法，主要包括如下步骤：
[0014] 步骤1，电极片制备：制备得到正极片及与所述正极片对应的负极片，且所述正极 片的正极涂敷层的单位面积的容量为CcmAh，所述负极片的负极涂敷层的单位面积的容量 为CamAh;且在所述正极片与所述负极片相对应的区域存在Cc多Ca区域待用；
[0015] 步骤2,电芯组装：将正极片、负极片及隔离膜组装得到裸电芯，并在裸电芯Cc彡Ca区域，对正极片进行失活处理；之后将裸电芯入壳/入袋，封装、注液、静止；
[0016] 步骤3,成品电芯制备：将步骤2制得的电芯进行化成、整形得到成品电芯，且化成 或/和整形过程中，电芯置于不高于120Γ的环境中。此时，若失活物质使用的是高温熔融 渗透，较高的温度将有利于粘接层熔融并渗透进入正极涂层的孔洞中，从而使得正极涂层 失活。
[0017] 作为本发明一种电化学电池的制备方法的一种改进，得到Cc多Ca区域的方法包 括控制涂敷重量使得电极片中出现Cc多Ca区域、在Cc<Ca的膜片上清洗掉部分负极使 得Cc多Ca、在Cc<Ca的膜片上将负极涂层完全清洗掉使得Ca= 0中的至少一种。
[0018] 作为本发明一种电化学电池的制备方法的一种改进，所述清洗方法包括溶剂 清洗、激光清洗、涂敷前在集流体上预设结构后将局部涂层去掉中的至少一种；所述在 Cc<Ca的膜片上将负极涂层完全清洗掉使得Ca= 0后，再在集流体上焊接极耳。
[0019] 作为本发明一种电化学电池的制备方法的一种改进，步骤2所