[發(fā)明專利]一種鋰離子電池電解液注液方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210573270.2
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103035952A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳振;鐘開富
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M2/36
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池電解液注液方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)階段鋰離子電池的廣泛應(yīng)用對鋰離子電池的能量密度提出了更高的要求。在鋰離子電池體系中，首次充放電效率主要由陽極的首次效率決定，因此提高陽極的首次效率可以有效的提高電池的首次效率和放電容量，從而實現(xiàn)電池能量密度的提升。

為了提高電芯首次庫倫效率，許多研究人員進行了研究，并取得了一些成果，如公開號為CN02124684.X的中國專利申請?zhí)岬綄嚱饘俜勰?、陽極材料和非水液體混合形成漿料，將漿料涂覆到集流體上，然后干燥漿液；該方法雖然能夠起到補鋰作用，最終實現(xiàn)提高電芯的首次庫倫效率的目的。申請?zhí)枮镃N96192340.7的日本專利申請采用將金屬鋰片覆蓋在陽極片表面，然后卷繞制成電池，再灌注電解液的方法制備鋰離子電池。公開號為JP2005038720的日本專利申請則提到采用真空蒸鍍的方法在負極片表面蒸發(fā)成一層金屬鋰層，制作成電池來提高電池的首次效率。同時，鋰電池技術(shù)領(lǐng)域有兩種補鋰方式；一“濕法補鋰”，采用在惰性氣氛中，將有機鋰溶液噴灑或滴加于負極片表面，使有機鋰溶液中的鋰通過化學(xué)嵌鋰進入負極片中，然后干燥負極片；二“干法補鋰”，通過將鋰金屬粉末均勻分散在負極膜片表面，在經(jīng)過后續(xù)的冷壓得到負極膜片，進一步制作成電池來達到提高首次效率的目的。

方法雖然不盡相同，但是卻有一些共同的問題，我們在大量的實驗后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)負極材料為石墨時，由于首次嵌鋰的驅(qū)動力過大，導(dǎo)致形成的SEI膜結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，極容易發(fā)生石墨剝離的現(xiàn)象，從而影響首次效率的提升，降低石墨的容量，破壞了極片的完整性，并對循環(huán)性能有惡化的作用。

同時，通過實驗還證明石墨在預(yù)先鋰化的過程中，嵌鋰反應(yīng)的速度極大影響著石墨剝離的程度。而石墨嵌鋰的反應(yīng)速度又與電解液的電導(dǎo)率是緊密聯(lián)系的，通過改變電解液的溫度又可以對電解液的電導(dǎo)率進行控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種鋰離子電池電解液注液方法，該方法可以有效的控制預(yù)鋰化過程中的嵌鋰速度，改善充放電過程中的石墨剝離問題，提高SEI的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；同時提高首次效率和容量，改善電池循環(huán)性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種鋰離子電池電解液注液方法，包括如下步驟：

步驟一、將包含富鋰負極膜片的待注液電芯和電解液一起進行降溫處理；

步驟二、將溫度范圍為-50~10℃的電解液注入到步驟一處理好的電芯中；

步驟三、將完成步驟二處理的電芯進行真空靜置處理，處理時間小于24h；

步驟四，將完成步驟三處理的電芯升溫至25~55℃，然后再進行活化反應(yīng)。

作為本發(fā)明所述的鋰離子電池電解液注液方法的一種改進，電解液的電導(dǎo)率小于5Ms/cm,?其中電導(dǎo)率過高則不能起到控制嵌鋰速度的作用。

作為本發(fā)明所述的鋰離子電池電解液注液方法的一種改進，在真空靜置期間，電池維持低溫反應(yīng)，其溫度范圍為-50~10℃。

作為本發(fā)明所述的鋰離子電池電解液注液方法的一種改進，抽真空的真空度為0.085~0.095MPa。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明包括如下步驟：步驟一、將包含富鋰負極膜片的待注液電芯和電解液一起進行降溫處理；步驟二、將溫度范圍為-50~10℃的電解液注入到步驟一處理好的電芯中；步驟三、將完成步驟二處理的電芯進行真空靜置處理，處理時間小于24h；步驟四，將完成步驟三處理的電芯升溫至25~55℃，然后再進行活化反應(yīng)。通過上述方法可以有效的控制預(yù)鋰化過程中的嵌鋰速度，改善充放電過程中的石墨剝離問題，提高SEI的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；同時提高首次效率和容量，改善電池循環(huán)性能。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明及其有益效果進行詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

對比例，鋰離子電池電解液注液方法：通過將鋰金屬粉末均勻分散在負極膜片表面，在經(jīng)過后續(xù)的冷壓得到負極膜片，接著將正極極片與隔離膜一起進行卷繞，封裝得到待注液電芯；將所述電芯在常溫下（25℃）注入電解液，真空靜置24h，其真空度為0.095MPa，靜置期間，維持溫度在25℃；接著在45℃條件下進行活化反應(yīng)，測試電芯的首次效率和容量。

實施例1，一種鋰離子電池電解液注液方法，包括如下步驟：

步驟一、將鋰金屬粉末均勻分散在負極膜片表面，在經(jīng)過后續(xù)的冷壓得到負極膜片，接著將正極極片與隔離膜一起進行卷繞，封裝得到待注液電芯，然后將待注液電芯和電解液一起進行降溫處理；