[發(fā)明專利]一種用于氧化亞硅負(fù)極極片預(yù)鋰化的制備方法

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• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN112038583A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔大祥;陽靖峰;張芳;盧玉英;葛美英;王亞坤;焦靖華;張放為
• 申請（專利權(quán)）人: 上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391;H01M10/42;H01M10/0525
• 代理公司: 上海東亞專利商標(biāo)代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

本發(fā)明公開了一種用于氧化亞硅負(fù)極極片預(yù)鋰化的制備方法，該方法將甲基萘溶解在乙二醇二甲醚中，配成甲基萘溶液，然后將鋰片放入該溶液中，利用甲基萘與鋰反應(yīng)得到甲基萘鋰溶液，然后將制備好的氧化亞硅負(fù)極極片浸泡到甲基萘鋰溶液中，經(jīng)過一段時間反應(yīng)后，取出浸泡的極片并將其烘干即獲得預(yù)鋰化的氧化亞硅負(fù)極極片。該方法的優(yōu)點在于制備工藝簡單，制備成本低，且性能穩(wěn)定，可極大提高氧化亞硅負(fù)極材料的首次效率，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池預(yù)鋰化領(lǐng)域，具體是指一種用于氧化亞硅負(fù)極極片預(yù)鋰化的制備方法。

背景技術(shù)

隨著社會發(fā)展和科技進(jìn)步，各個領(lǐng)域?qū)︿囯姵氐哪芰棵芏纫笠苍絹碓礁?。氧化亞硅?fù)極材料的理論比容量高達(dá)2680mAh/g，同時其在充放電過程中的體積膨脹遠(yuǎn)比硅負(fù)極小，循環(huán)性能較好，因而受到廣泛關(guān)注。但是由于氧化亞硅在嵌鋰過程中會生成氧化鋰、硅酸鋰等非活性物質(zhì)，導(dǎo)致其對電解液的利用率較低，首次充放電效率也很低。因此提高氧化亞硅的首次效率成為研究者的重點關(guān)注方向。

硅基材料的預(yù)鋰化是指通過往氧化亞硅負(fù)極材料中添加額外的鋰元素，以補充在嵌鋰過程中損失的鋰元素，從而達(dá)到提高其首次效率的目的。

本發(fā)明提供一種簡單的氧化亞硅負(fù)極材料預(yù)鋰化方法，可大幅提高氧化亞硅負(fù)極的首次效率，且制備工藝簡單，制備的成本低，對進(jìn)一步推進(jìn)氧化亞硅負(fù)極的實際應(yīng)用有很大幫助。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種用于氧化亞硅負(fù)極材料預(yù)鋰化的制備方法。

本發(fā)明目的通過下述方案實現(xiàn)：一種用于氧化亞硅負(fù)極極片預(yù)鋰化的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：將氧化亞硅負(fù)極材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合均勻，獲得負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料在銅箔上進(jìn)行涂布，烘干后獲得氧化亞硅負(fù)極極片；

步驟二：將甲基萘和乙二醇二甲醚按摩爾比為（0.1~1）：1比例混合，得到溶液A；

步驟三：將鋰片放入溶液A中進(jìn)行反應(yīng)，鋰片與甲基萘的摩爾比為（1~1.25）：1得到甲基萘鋰，反應(yīng)完畢后獲得溶液B；

步驟四：將氧化亞硅負(fù)極極片在溶液B中浸泡一段時間后取出，將取出的極片烘干即得到預(yù)鋰化的負(fù)極極片。

步驟一中所說的氧化亞硅負(fù)極材料為經(jīng)過碳材料包覆過的氧化亞硅負(fù)極材料，包覆碳的含量為0.5wt.%~90wt.%；步驟一中所說的導(dǎo)電劑為炭黑（SP）或乙炔黑；步驟一中所說的粘結(jié)劑為聚丙烯酸（PAA）、羧甲基纖維素鈉（CMC）、丁苯橡膠（SBR）中的一種或幾種。

步驟四中所說的浸泡時間為5~60分鐘。

本發(fā)明利用甲基萘鋰前驅(qū)液對氧化亞硅進(jìn)行預(yù)鋰化，從而達(dá)到提高氧化亞硅首次效率的目的，該方法的優(yōu)點在于制備工藝簡單，制備成本低，且性能穩(wěn)定，可極大提高氧化亞硅負(fù)極材料的首次效率，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的氧化亞硅負(fù)極材料首次充放電曲線。

具體實施方式

實施例1：

一種用于氧化亞硅負(fù)極極片預(yù)鋰化，按如下步驟制備：

步驟一：取碳含量為5wt.%的氧化亞硅負(fù)極材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑（CMC和SBR）混合均勻，氧化亞硅負(fù)極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑的質(zhì)量比為8:1:1，獲得負(fù)極漿料，將負(fù)極漿料涂布在銅箔上，并在80℃烘干后獲得氧化亞硅負(fù)極極片；

步驟二：將甲基萘和乙二醇二甲醚按摩爾比為1：1比例混合，得到溶液A；

步驟三：將鋰片放入溶液A中進(jìn)行充分反應(yīng)，鋰片與甲基萘的摩爾比為1：1，得到甲基萘鋰，反應(yīng)完畢后獲得溶液B；