[發明專利]一種硅基負極的預鋰化處理工藝及裝置

有效

• 申請號: 201510029061.5
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN105470465B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 石先興;王慧敏;馮筱峰;嚴紅;呂豪杰;陳瑤
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司;萬向電動汽車有限公司;萬向集團公司
• 主分類號: H01M4/1395
• 分類號: H01M4/1395;H01M4/1393;H01M10/058
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種硅基負極的預鋰化處理工藝，其特征在于，步驟如下：

(1)將650mAh/g的硅碳粉末、導電劑SP、羥甲基纖維素(CMC)和丁苯橡膠(SBR)按照90：3-8：1-5：1-5的質量比進行勻漿，完成后在銅箔上涂布，單面涂布面密度為1-4mg/cm²，制成硅基負極；

(2)在控制水蒸氣含量小于1ppm，氧氣含量小于1ppm的手套箱內，用裝有電解液的電解裝置，以金屬鋰片作為對電極，硅基負極作為工作電極，在工作電極上進行電沉積金屬鋰；

(3)在嵌鋰電解液中，以二步恒電流脈沖沉積方法進行電沉積金屬鋰：

(a)以1-10mA/cm²的電流密度，持續放電1-20s；

(b)擱置2-40s；

(c)以5-40mA/cm²的電流密度，持續放電1-20s；

(d)擱置2-40s；

(e)以1-10mA/cm²的電流密度，持續放電1-20s，并重復3-10次；

(4)在手套箱內，將預鋰化處理后硅基負極在碳酸二甲酯(DMC)溶液中浸泡20-60min；

(5)烘干后即得預鋰化后的硅基負極；

其中所述嵌鋰電解液中電解質為濃度0.2-1M的LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAlO₄、LiOH、Li₂CO₃、CH₃COOLi、LiNO₃、LiB(C₂O₄)₂、LiP(C₆H₄O₂)₃、LiPF₃(C₂F₅)₃、LiN(SO₂CF₃)₂中的至少一種，所述嵌鋰電解液是由體積比3：3-6：1-4的乙基碳酸酯(EC)、甲乙基碳酸酯(EMC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)組成。

2.如權利要求1所述的一種硅基負極的預鋰化處理工藝，其特征在于，所述涂布銅箔的厚度為15-25μm。