[發明專利]一種為鋰離子電池電極材料預鋰化的方法

在審

• 申請號: 201410468404.3
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104201320A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 趙前永
• 申請（專利權）人: 趙前永
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M10/058
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種為鋰離子電池電極材料，特別是負極材料預鋰化的方法，其特征在于：電解池的陽極腔為含鋰鹽的水溶液或有機溶液，陰極腔為鋰離子活性材料，置于鋰離子導電性的有機電解液中；陰陽級之間采用鋰離子導電性的鋰離子導體陶瓷膜，或鋰離子導體與高分子材料的復合膜分隔；在常溫常壓下，在陽極和陰極間上施加直流電壓，在陽極腔水相或有機相中的鋰離子在電壓的驅動下穿過具有鋰離子導電性的隔膜，到達陰極的有機溶劑相，并進入陰極鋰離子活性材料，為材料完成預鋰化，或在材料表面形成SEI膜。

2.根據權利要求1所述的為鋰離子電池電極材料預鋰化的方法，其特征在于：陽極側的水溶液為含鋰離子鹽的水溶液或有機溶液，包含碳酸鋰、草酸鋰、碳酸氫鋰、醋酸鋰、氯化鋰、硫酸鋰、氫氧化鋰、鹵水、含鋰礦物溶液等鋰鹽中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的為鋰離子電池電極材料預鋰化的方法，其特征在于：陰極腔電解液為鋰離子導電性的有機電解液或離子液體，其中有機電解液為六氟磷酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰、高氯酸鋰、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰、二草酸硼酸鋰中的一種或幾種，有機溶劑為碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷中的一種或幾種的混合；有機電解液中可以添加有助于形成SEI膜的添加劑；離子液體為1-丁基-3-甲基-咪唑六氟磷酸、1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸、1，2-二甲基-4-氟吡唑四氟硼酸鹽的一種或幾種的混合。

4.根據權利要求1所述的為鋰離子電池電極材料預鋰化的方法，其特征在于：陰極材料為鋰離子電池負極材料或正極材料，負極材料包括碳素材料、硅基材料、錫基材料、金屬氧化物材料、鈦酸鋰類材料等中的一種或幾種，或以其中一種或多種為主體的復合材料；正極材料包含鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物、磷酸亞鐵鋰、磷酸錳鋰、鋰釩氧化物、二元材料、三元材料等中的一種或幾種，或以其中一種或多種為主體的復合材料；電極材料可以以材料形式存在，也可以以極片形式存在。

5.根據權利要求1所述的為鋰離子電池電極材料預鋰化的方法，其特征在于：陽極集流體和陰極集流體選用金屬電極、碳或碳復合電極、金屬氧化物電極或導電陶瓷電極，陰極集流體與電極材料或電極極片之間保持良好的電接觸。

6.根據權利要求1所述的為鋰離子電池電極材料預鋰化的方法，其特征在于：分隔陽極腔和陰極腔的具有鋰離子導體性質的鋰離子導體陶瓷膜為LISICON結構或LiLaTiO₃鈣鈦礦結構的陶瓷膜；鋰離子導體與聚合物的復合膜為非晶態玻璃的鋰離子導體與聚合物的復合膜，聚合物為含氟聚合物。

7.根據權利要求6所述的為鋰離子電池電極材料預鋰化的方法，其特征在于：含氟聚合物為偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯、聚偏氟乙烯或鋰化Nafion等離子交換膜中的一種或幾種。

8.根據權利要求1或6所述的為鋰離子電池電極材料預鋰化的方法，其特征在于：鋰離子導體與聚合物的復合膜為多層結構，中間層以鋰離子導體為基體，鋰離子導體兩側有聚合物的多孔薄膜，聚合物為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚乙烯、聚丙烯類的一種或幾種。

9.根據權利要求1或6所述的為鋰離子電池電極材料預鋰化的方法，其特征在于：鋰離子導體與聚合物的復合膜是鋰離子導體的納米顆粒與聚合物的復合膜，聚合物為聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯的一種或幾種。

10.根據權利要求1所述的為鋰離子電池電極材料預鋰化的方法，其特征在于：電解池為兩極室或多級室，溶液在各自室內流動。