[發(fā)明專利]一種鋰離子電池正極電極預(yù)嵌鋰方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010021971.X
• 申請(qǐng)日: 2020-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN113097453A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟煥菊;王振;路艷;張陽;屈國瑩;楊道均
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 榮盛盟固利新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/1397
• 分類號(hào): H01M4/1397;H01M4/1391;H01M4/36;H01M4/58;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京八月瓜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 李斌

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池正極電極預(yù)嵌鋰方法，包括以下步驟：制作導(dǎo)電液；將質(zhì)量比為(0.99?0.85)：(0.01?0.15)的正極活性材料與Li₃P粉體加入到導(dǎo)電液中攪拌得到電極液；將電極液涂覆在鋁箔上，得到預(yù)嵌鋰的正極極片。本發(fā)明提供的預(yù)嵌鋰方法簡(jiǎn)單易行，可直接應(yīng)用于現(xiàn)有的鋰離子電池混料制漿工藝，無需增加額外的生產(chǎn)設(shè)備即制作成本低，可在正極有效地提供額外的鋰源來補(bǔ)充首次充放電過程中由于SEI膜形成而損失的鋰，減少不可逆容量、提升能量密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及了鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池正極電極預(yù)嵌鋰方法。

背景技術(shù)

近年來隨著國家對(duì)新能源行業(yè)的支持和大力推廣，新能源汽車的市場(chǎng)占有率在逐漸增加，同時(shí)為消除人們對(duì)于電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的焦慮，國家補(bǔ)貼政策越來越傾向于高能量密度電池，因此高能量密度電池應(yīng)運(yùn)而生。

目前鋰離子電池常用的負(fù)極材料為石墨，石墨材料的循環(huán)穩(wěn)定性好但其理論比容量低，難以滿足高能量密度電池的需求，因此具有較高理論比容量的硅基負(fù)極材料受到了研究人員的廣泛關(guān)注。純硅材料在鋰離子脫嵌過程中的有300—400％的體積膨脹，導(dǎo)致活性材料迅速粉化、電極內(nèi)接觸失效以及新固相電解質(zhì)層SEI膜的重復(fù)生成，最終造成循環(huán)壽命衰減。為了改善硅負(fù)極的循環(huán)穩(wěn)定性，研究者們做了各種改性。其中，硅氧化物(SiO_x,0x2)因具有較高的比容量，良好的循環(huán)穩(wěn)定性引起了人們的特別關(guān)注。但該材料在首次充放電過程中會(huì)消耗大量電解液和正極活性材料中的鋰離子，導(dǎo)致首次庫倫效率低，不可逆容量大，大大降低了電池的能量密度，也嚴(yán)重制約了SiO_x負(fù)極材料在高比能鋰離子電池中的應(yīng)用。目前預(yù)嵌鋰技術(shù)被認(rèn)為是減少不可逆容量、提升能量密度的有效手段。

有鑒于此，亟需提供一種操作簡(jiǎn)單、制作成本低、能有效補(bǔ)充首次充放電過程由于SEI膜形成而消耗的鋰、減少不可逆容量、提升能量密度的預(yù)嵌鋰方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供了一種鋰離子電池正極電極預(yù)嵌鋰方法，包括以下步驟：

S1、制作導(dǎo)電液；

S2、將質(zhì)量比值為(0.99-0.85)：(0.01-0.15)的正極活性材料與Li₃P粉體加入到導(dǎo)電液中攪拌得到電極液；

S3、將電極液涂覆在鋁箔上，得到預(yù)嵌鋰的正極極片。

在上述方法中，所述步驟S3包括以下步驟：

S31、將電極液除氣泡；

S32、將步驟S31得到的電極液涂覆在鋁箔上，并干燥處理，得到預(yù)嵌鋰的正極極片。

在上述方法中，所述步驟S2中，攪拌的時(shí)間為2-5h。

在上述方法中，所述粘結(jié)劑為PVDF粉體，PTFE粉體中的一種或兩者混合物。

在上述方法中，所述正極活性材料為鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰中的一種或多種混合物。

在上述方法中，所述步驟S1具體包括以下制作步驟：

S11、將粘結(jié)劑加入到NMP中制成粘結(jié)劑溶液；

S12、將導(dǎo)電劑加入到粘結(jié)劑溶液中混合制得導(dǎo)電液。

在上述方法中，所述的粘結(jié)劑溶液的質(zhì)量濃度為4％～10％。

在上述方法中，所述導(dǎo)電劑質(zhì)量占粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、正極活性材料和Li₃P粉體質(zhì)量總和的1％-5％。

在上述方法中，所述步驟S12中混合時(shí)間為1-4h。