[發(fā)明專利]鋰離子電池的負(fù)極片及其制造方法、其制造裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310517737.6
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103606643A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高云智;徐延銘;陳秀梅;李俊義
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海光宇電池有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139
• 代理公司: 廣東秉德律師事務(wù)所 44291
• 代理人: 楊煥軍;田學(xué)東

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于鋰離子電池的制造方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池的負(fù)極片及其制造方法、其制造裝置。

【背景技術(shù)】

鋰離子電池是一種具有高電壓、能量密度高、循環(huán)壽命長和安全性能好等特征的輕便環(huán)保型電池，目前已經(jīng)廣泛用于手機、錄像機、平板電腦等便攜式電子設(shè)備并在電動汽車領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用。但隨著便攜式電子設(shè)備的微型化，以及電動汽車（EV）和混合電動汽車(HEV)等大功率設(shè)備的研發(fā)及應(yīng)用受到了高度的重視，人們對作為電源系統(tǒng)的鋰離子電池要求具有高容量和高功率的特性。

為了達到高容量和高功率的要求，研究人員對鋰離子電池高容量負(fù)極材料（如Sn、Si等材料）進行了大量研究，對于由Sn、Si等高容量材料制得的負(fù)極極片，在電池的首次充電過程中由于存在較大的不可逆容量而消耗了部分鋰源，由此造成正極材料的性能不能完全發(fā)揮，從而使電池的容量有大幅度地降低，造成電池的首次效率降低。

為了降低因鋰離子電池在首次充電過程中的不可逆容量所引起的電池容量的損失，提高電池的首次效率，目前已有一些文獻專利報道了一些解決方法。例如公開號為102916165A的中國專利申請?zhí)岬皆诙栊詺夥罩校瑢⒂袡C鋰溶液噴灑或滴加于負(fù)極片表面，使有機鋰溶液中的鋰離子被還原成金屬鋰并嵌入負(fù)極片中，然后干燥負(fù)極片。該發(fā)明雖然通過將均勻有機鋰溶液噴灑或滴加在負(fù)極片的表面，實現(xiàn)了“濕法補鋰”，從而有效地避免干法補鋰時金屬鋰粉在空氣中的漂浮，保證生產(chǎn)安全，而且補鋰的量可以通過噴灑或滴加的有機鋰溶液的量、噴灑或滴加的時間來加以準(zhǔn)確控制，以達到均勻補鋰的目的，防止負(fù)極片的析鋰和變形，提高電池的首次效率，進而提高電池的能量密度。但是由于該法的整個工藝過程都要在惰性氣氛中進行，導(dǎo)致工序復(fù)雜，對環(huán)境要求苛刻，增加負(fù)極極片的制作成本。

再如公開號為103208612A的中國專利申請?zhí)岬揭环N向鋰離子電池負(fù)極片雙面連續(xù)補充鋰粉的方法，利用濾網(wǎng)振動灑粉結(jié)合靜電效應(yīng)的原理使得鋰粉能夠均勻、定量、精確地分散在負(fù)極片的上下兩個表面，并經(jīng)過輥壓操作將補上的鋰粉壓實到極片表面，從而對負(fù)極片起到補鋰的作用。該方法雖然能夠起到補鋰的作用，提高電池的容量，然而由于鋰粉較輕，在空氣中容易飄浮，會對操作人員造成較大的安全隱患。

另外，申請?zhí)朖P2008038720的日本專利申請?zhí)岬嚼谜婵照翦兊姆椒ㄔ谪?fù)極片的表面蒸鍍一層金屬鋰層，雖然蒸鍍的金屬鋰層的厚度比金屬鋰片要薄，然而該過程中蒸鍍的金屬鋰層的厚度難以控制，而且整個過程必須在真空環(huán)境下進行，蒸發(fā)效率也較低，后續(xù)極片的處理也較復(fù)雜，生成成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種鋰離子電池的負(fù)極片，其能提高鋰離子電池的容量。

本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種鋰離子電池的負(fù)極片的制造方法，操作簡單，對環(huán)境要求低、成本低、適合企業(yè)生產(chǎn)。

本發(fā)明要解決的第三個技術(shù)問題是提供一種鋰離子電池的負(fù)極片的制造裝置，結(jié)構(gòu)簡單。

上述第一個技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案解決：

一種鋰離子電池的負(fù)極片包括負(fù)極集電片，負(fù)極集電片的至少一個表面上均涂覆有活性材料層，其特征在于，至少一個活性材料層的表面設(shè)有SEI膜。

本發(fā)明通過預(yù)先在負(fù)極片的表面設(shè)置SEI膜，有效地消除了活性材料存在較大的不可逆容量，因而使制造的負(fù)極片與正極容量的匹配吻合，解決了正極性能不能完全發(fā)揮的問題，提高了電池的首次效率，進而提高電池的容量并能改善電池的循環(huán)性能。

上述第二個技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案解決：

一種鋰離子電池的負(fù)極片的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）在初極片的至少一個活性材料層的表面上涂覆含有鋰離子Li⁺的電解液，所述初極片包括負(fù)極集電片及涂覆在負(fù)極集電片的兩個表面上的活性材料層；

2）將直流電源的正端子接觸到所述至少一個活性材料層上的電解液，直流電源的負(fù)端子連接到初極片上并不與電解液接觸，在直流電壓的作用下，電解液與所述至少一個活性材料層發(fā)生反應(yīng)，在所述至少一個活性材料層的表面形成SEI膜，再經(jīng)干燥得負(fù)極片。