[發明專利]鋰離子電池陽極SEI膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201210095179.4
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102610774A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 游從輝;李白清;徐延杰;楊玉潔;江輝;方宏新;張柏清
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司;東莞新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M4/139;H01M10/058
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

1.一種鋰離子電池陽極SEI膜，其包裹在陽極活性材料表面，其特征在于：所述SEI膜包括至少兩層結構，最內層為結構致密、電子絕緣性好的脆性物質膜層，其中的無機鋰鹽含量為20-100wt%，厚度為0.5-70nm；最外層為結構相對疏松、離子傳導能力較強的韌性物質膜層，其中的有機鋰鹽含量為40-100wt%，厚度為0-70nm。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池陽極SEI膜，其特征在于：所述最內層膜層的較佳厚度為1-20nm，無機鋰鹽較佳含量為30-80wt%，有機鋰鹽較佳含量為20-70wt%。

3.根據權利要求1所述的鋰離子電池陽極SEI膜，其特征在于：所述最外層膜層的較佳厚度為0-40nm，無機鋰鹽較佳含量為10-50wt%，有機鋰鹽較佳含量為50-90wt%。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的鋰離子電池陽極SEI膜，其特征在于：所述陽極活性材料包括人造石墨、天然石墨、合金陽極以及鈦酸鋰中的至少一種。

5.一種鋰離子電池陽極SEI膜制備方法，其特征在于包括以下步驟：?

制備待化成電芯：將陰極片、陽極片以及隔離膜卷繞或者疊片組裝成裸電芯，之后裝入包裝外殼中，烘烤后注入電解液，靜置使得極片被電解液充分浸潤；

制備無機物成分高的第一層SEI膜：將上述電解液浸潤充分的電芯置于化成機中化成，化成溫度T1為15-115℃，化成電流I1為0.01C-1C，化成截止電位V1為2.8-5.2伏；之后取出電芯，對其施加0-10.0MPa表面壓強P1，然后置于35-115℃的溫度t1下烘烤5min-20h時長a1，取出電芯置于室溫下冷卻，得到一層無機物成分高于有機物成分的SEI膜；

制備無機物成分高的第二至n層SEI膜：重復第一層SEI膜的制備步驟，化成溫度分別為T2、T3、……、Tn，化成電流分別為I2、I3、……、In，化成截止電位分別為V2、V3、……、Vn，烘烤壓力分別為P2、P3、……、Pn，烘烤溫度分別為t2、t3、……、tn，烘烤市場分別為a2、a3、……、an，其中，T1>T2>T3>……>Tn>15℃，I1>I2>I3>……>In≥0.01C，V1<V2<V3<……<Vn<5.2V，P1>P2>P3>……>Pn≥0MPa，t1>t2>t3>……>tn>35℃，a1>a2>a3>……>an≥10min，從而得到n層無機物成分逐漸降低、有機物成分逐漸增高的SEI膜，且第n層的無機物成分不少于50wt%；由于無機物成分高的SEI膜可僅有一層，因此此步驟為可選步驟；

制備有機物成分高的外層SEI膜：將上述步驟制得的電芯置于化成機中再次化成，化成溫度Tn+1為0-65℃，化成電流In+1為0.001C-0.5C，化成截止電位Vn+1≤5.2V，得到一層有機物成分高于無機物成分的SEI膜；

制備有機物成分高的第n+2至n+m層SEI膜：重復前一步驟的操作繼續化成，化成溫度分別為Tn+2、Tn+3、……、Tm，化成電流分別為In+2、In+3、……、Im，化成截止電位分別為Vn+2、Vn+3、……、Vm，其中65℃>Tn+1>Tn+2>Tn+3>……>Tm，0.5C>In+1>In+2>In+3>……>Im，Vn<Vn+1<Vn+2<……<Vm≤5.2伏，從而得到m層無機物成分逐漸降低、有機物成分逐漸增高的SEI膜；由于有機物成分高的SEI膜可僅有一層，因此此步驟為可選步驟。

6.根據權利要求5所述的鋰離子電池陽極SEI膜制備方法，其特征在于：制備無機物成分高的前n層SEI膜時，步驟中的化成溫度優選為15-95℃，化成電流優選為0.01-0.5C，化成截止電位優選為3-3.85V，施加于電芯表面的壓力優選為0-2.0MPa，烘烤溫度優選為60-85℃，烘烤時間優選為30min-10h。

7.根據權利要求5所述的鋰離子電池陽極SEI膜制備方法，其特征在于：所述電芯的包裝外殼為硬殼時，烘烤前無需施加壓力。

8.根據權利要求5至7中任一項所述的鋰離子電池陽極SEI膜制備方法，其特征在于：所述電芯的包裝外殼為鋁塑膜、無銹鋼殼或鋁殼。