[發明專利]一種預先鋰化處理的碳納米管極片氟化方法

在審

• 申請號: 201810076533.6
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108539130A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 孫曉剛;梁國東;蔡滿園;邱治文;陳瓏;王杰;陳瑋;李旭;黃雅盼;魏成成;胡浩
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H01M4/1393
• 分類號: H01M4/1393;H01M4/04;H01M4/133;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種預先鋰化處理的碳納米管極片氟化方法，按以下步驟：（1）將碳納米管漿料均勻涂布在銅箔上，在手套箱中以碳納米管極片為一極，以鋰片為対極，組裝成扣式半電池，在電池測試柜中進行放電處理，得到預先鋰化的碳納米管極片；（2）取全氟樹脂置于石英器皿底部，石英器皿上部放置不銹鋼網，將預先鋰化的碳納米管極片放置在不銹鋼網上，再將石英器皿放入管式爐中加熱保溫，形成表面包覆氟化鋰的碳納米管極片。本發明在碳納米管表面形成一層致密的氟化鋰保護膜，在充放電中能有效的阻止電解液對鋰粉的腐蝕和防止鋰金屬枝狀晶體的形成，克服含鋰電極在充放電循環過程中，在極片上產生鋰支晶，導致內部短路。本發明簡單可行。

技術領域

本發明涉及一種預先鋰化處理的碳納米管極片氟化方法。

背景技術

對于傳統的碳納米管扣式半電池而言，碳納米管的不可逆容量較高和首效較低是需要解決的問題，材料的預先補鋰可消除其不可逆容量，大大提高首效，因此對材料的預先補鋰尤為重要。然而碳納米管預鋰化的程度在很大程度上影響電池性能，當預鋰化程度過低時，不足以達到消除不可逆容量和提高首效的效果，當預鋰化程度過高時，在充放電過程中材料表面會形成厚的SEI膜，影響電池性能，而且過多的鋰會形成枝狀晶體，會破壞隔膜和電極表面，造成電池的損壞。由于材料的氟化處理可以有許多意想不到的好處，例如氟化鋰可以穩定的存在且能有效的阻止有機電解液對鋰粉的腐蝕作用和防止鋰金屬枝狀晶體的形成。本發明針對這些問題和理論，提出一種預先鋰化處理的碳納米管極片氟化方法。

發明內容

本發明的目的在于提出一種預先鋰化處理的碳納米管極片氟化方法，通過電化學充放電和內部短路的方式對碳納米管極片進行預鋰化，再進行氟化處理，當應用于電池電極時，可有效提高電池的容量和倍率性能，解決不可逆容量較高和首效較低的問題。

本發明是通過以下技術方案實現的。

本發明所述的一種預先鋰化處理的碳納米管極片氟化方法，按以下步驟。

（1）通過涂布機將碳納米管漿料均勻的涂布在銅箔上，在手套箱中以碳納米管極片為一極，以鋰片為対極，組裝成碳納米管扣式半電池，在電池測試柜中對電池進行放電處理，再在手套箱中拆開半電池取出碳納米管極片，即得到預先鋰化的碳納米管極片。

（2）取適量的全氟樹脂置于石英器皿底部，在石英器皿上部放置不銹鋼網，將步驟（1）預先鋰化的碳納米管極片放置在不銹鋼網上，與全氟樹脂隔開，再將石英器皿放入管式爐中加熱保溫，形成表面包覆氟化鋰的碳納米管極片。

本發明所述的預鋰化處理，也可通過內部短路的方式對碳納米管進行預鋰化處理，即通過在手套箱中，將碳納米管極片和鋰箔貼到一起滴加電解液后在玻璃板間壓緊進行負極預鋰化。

本發明對預先鋰化的碳納米管極片進行氟化處理會在碳納米管表面形成一層致密的氟化鋰保護膜，在充放電過程中能有效的阻止有機電解液對鋰粉的腐蝕作用和防止鋰金屬枝狀晶體的形成，本發明可以克服含鋰電極在充放電循環過程中，在極片上產生鋰支晶，導致內部短路這一影響鋰金屬電池應用的關鍵問題。本發明簡單可行，且有效解決現有技術中存在的問題。

具體實施方式

本發明將通過以下實施例作進一步說明。但本發明并不限于以下實施例。

實施例1。