[發明專利]一種用于負極片補鋰的鋰卷膜及應用

有效

• 申請號: 202110335411.6
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113381001B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 丁子軒;彭波;周曉崇;朱湘洋;郭彬林;王慧敏;陸佳婷;陳玉蓮;許夢清
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M4/139;H01M4/04;H01M10/0525;C23C14/02;C23C14/16
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及鋰電池負極片補鋰技術領域，針對現有壓延補鋰存在鋰膜分布不均而影響鋰電池使用性能，并帶來安全隱患的問題，公開一種用于負極片補鋰的鋰卷膜，所述鋰卷膜包括基材層和通過鍍鋰的方式在基材層上形成的鋰膜。本發明的鋰卷膜通過鍍鋰的方式在基材層上形成鋰膜，與壓延鋰帶相比，能夠精確的控制鋰膜表面的均勻度，避免補鋰時的局部富鋰現象，并可以消除壓延中的鋰膜邊緣鼓起等問題，同時可以實現鋰膜厚度更薄，并避免電池級鋰片生產中的斷裂現象，提高提升鋰電池的性能和生產效率，降低了安全隱患。

技術領域

本發明涉及鋰電池負極片補鋰技術領域，具體涉及一種用于負極片補鋰的鋰卷膜及應用。

背景技術

鋰電池首次沖放電過程時都會有由于SEI膜的形成而消耗部分活性鋰，由此造成正極材料活性鋰的損失，首次效率降低，導致電池容量降低，這種現象在硅基負極材料中特別明顯。為了減少由于鋰電池在首次充放電及循環過程中過程中的不可逆容量帶來的電池容量的降低，對鋰電池負極極片補鋰來補充部分活性鋰是一個非常有效的解決方案。

目前主要是針對負極片進行預補鋰處理。按照鋰源可以分成鋰帶、鋰粉、液態鋰以及鋰鹽等，其中鋰帶補鋰是一種非常可能產業化的鋰源補鋰方式，能實現產業化卷對卷的補鋰，滿足連續生產要求，如報道的專利CN201610015441.8，CN105489846A和CN201910452204.1等，基本采用基帶保護鋰帶的方式，將鋰帶壓延至基帶上，再從基帶轉印至電池極片上。

上述方法對鋰帶要求非常的高，對其厚度以及厚度均勻性要求非常高：(1)壓延制備的鋰膜一般厚度不均勻，與負極片覆合時導致局部富余鋰，無法消耗完全的鋰對后續負極卷加工制成帶來非常大的安全隱患；(2)壓延過程中的鋰膜邊緣起鼓等問題，導致該過程難以控制精度；(3)由于鋰金屬的特性，目前工業化水平很難制備超薄厚度均勻性非常好且小于5μm的鋰帶，而負極片補鋰單位面積所需的鋰折換成鋰膜厚度，就要求鋰膜厚度小于5μm且非常高的均勻性，如何制備厚度均勻性非常好且厚度小于5μm的鋰膜在鋰帶負極預補鋰產業化的一個非常重要的課題；(4)由于電池級鋰片無法生產較寬尺寸的鋰帶，壓延的方法無法制備較寬的鋰膜；(5)由于電池級鋰片非常薄，且強度低，因此在實際生產中很難連續生產，很容易斷帶。所以如何在具體鋰電池負極鋰帶補鋰的應用中制備超薄均勻性非常好且厚度可控的復合鋰膜是鋰電池發展的一個重要問題。

發明內容

針對現有壓延補鋰存在鋰膜分布不均而影響鋰電池使用性能，并帶來安全隱患的問題，本發明的目的在于提供一種用于負極片補鋰的鋰卷膜，以提達到高鋰膜均勻性，還降低鋰膜厚度，進而提高鋰電池性，并降低安全隱患的目的。

本發明的另一目的在于提供該鋰卷膜在鋰電池負極片補鋰上的應用。

本發明提供如下的技術方案：

一種用于負極片補鋰的鋰卷膜，所述鋰卷膜包括基材層和通過鍍鋰的方式在基材層上形成的鋰膜。本發明的鋰卷膜通過鍍鋰的方式在基材層上形成鋰膜，與壓延鋰帶相比，能夠精確的控制鋰膜表面的均勻度，避免補鋰時的局部富鋰現象，并可以消除壓延中的鋰膜邊緣鼓起等問題，同時可以實現鋰膜厚度更薄，避免電池級鋰片生產中的斷裂現象，提高提升鋰電池的性能和生產效率，降低了安全隱患。

作為本發明的優選，所述鋰膜的厚度為50～2500nm，鋰膜均勻度±20nm。目前的鋰膜厚度一般在5μm以上，少部分能達到3μm。過厚的鋰膜導致內部的鋰不能被完全消耗而發生化學反應產熱，造成熱效應并來安全隱患。本發明的鋰膜的厚度可以達到50～2500nm，顯著的低于目前壓延鋰帶上鋰膜厚度下限的3μm；鋰膜表面均勻度可達到±20nm，可以很好的消除局部富鋰現象。而且鋰膜的寬度可以達到50～3000mm，寬度更大，滿足電池尺寸越做越大的要求。

作為本發明的優選，鍍鋰的方法為真空蒸發鍍鋰、磁控鍍鋰中的一種或組合。