[發明專利]預鋰化電極及其制備方法和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202110377112.9
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113113560A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 蔡挺威;劉永飛;梁世碩
• 申請（專利權）人: 昆山寶創新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/13;H01M4/139;H01M10/0525;H01M10/058;H01M10/42
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 李美

1.一種預鋰化電極的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

采用干法制備電極膜片；

在所述電極膜片的一側形成富鋰層；

將所述電極膜片向形成有所述富鋰層的一側翻折，然后進行熱輥壓，制備復合膜片；

對所述復合膜片重復翻折及熱輥壓的步驟，制備預鋰化電極膜片；

將所述預鋰化電極膜片與集流體復合，制備預鋰化電極。

2.根據權利要求1所述的預鋰化電極的制備方法，其特征在于，所述電極膜片與所述富鋰層的單位面容量比為100:1～100:30；及/或，

所述電極膜片的單位面容量為1mAh/cm²～8mAh/cm²；及/或，

所述熱輥壓的步驟中，溫度為80℃～200℃，每次輥壓的輪數為1輪～10輪；及/或，

在對所述復合膜片重復翻折及熱輥壓的步驟中，重復的次數為1次～20次。

3.根據權利要求1所述的預鋰化電極的制備方法，其特征在于，在所述電極膜片的一側形成富鋰層的步驟包括：采用靜電噴涂、震蕩分散、刷涂及靜電吸附中的任意一種方式，將鋰粉施加在所述電極膜片的一側表面，形成所述富鋰層；

優選地，所述鋰粉的直徑為0.1μm～1000μm；

優選地，所述鋰粉表面包覆有保護層，所述保護層的材料選自碳酸鋰、氟化鋰、氫氧化鋰、氧化鋰及氯化鋰中的至少一種；

優選地，在所述鋰粉中，鋰的質量百分比≥95％；

優選地，所述鋰粉為金屬鋰。

4.根據權利要求1所述的預鋰化電極的制備方法，其特征在于，所述在所述電極膜片的一側形成富鋰層的步驟包括：將鋰箔平鋪在所述電極膜片的一側，形成所述富鋰層；

優選地，所述鋰箔的厚度≤1000μm；

優選地，所述鋰箔的厚度≤100μm；

優選地，在所述鋰箔中，鋰的質量百分比≥98％。

5.根據權利要求1所述的預鋰化電極的制備方法，其特征在于，所述在所述電極膜片的一側形成富鋰層的步驟包括：將富鋰化負極材料平鋪在所述電極膜片的一側，形成所述富鋰層；

所述富鋰化負極材料為富鋰化的硅基材料或富鋰化的石墨材料中的至少一種；

優選地，所述富鋰化的硅基材料為Li_xSiO_y，0＜x≤4.4，0≤y＜2；

優選地，所述富鋰化的石墨材料為LiC_x，6≤x≤24。

6.根據權利要求1～5任一項所述的預鋰化電極的制備方法，其特征在于，所述電極膜片為負極膜片，所述采用干法制備電極膜片的步驟包括：將活性材料、導電劑和粘結劑混合，然后輥壓，制備所述電極膜片。

7.根據權利要求6所述的預鋰化電極的制備方法，其特征在于，所述活性材料選自石墨、硅材料、硅氧材料、錫基材料、硬碳及軟碳中的至少一種；及/或，

所述導電劑選自導電炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳納米管、石墨烯及碳纖維中的至少一種；及/或，

所述粘結劑選自聚四氟乙烯及聚偏氟乙烯中的至少一種；及/或，

所述混合的方式選自球磨、磁力攪拌、螺桿擠出、氣流粉碎及擠壓中的至少一種；及/或，

在將活性材料、導電劑和粘結劑混合，然后輥壓的步驟中，輥壓溫度為80℃～200℃，輥壓的輪數為1輪～10輪；及/或，

在所述電極膜片中，所述活性材料、所述導電劑及所述粘結劑的質量百分比為(50％～98％):(0～10％):(0.5％～50％)。

8.根據權利要求1～5任一項所述的預鋰化電極的制備方法，其特征在于，所述集流體選自銅箔、涂炭銅箔、不銹鋼箔、泡沫鎳、泡沫銅及碳纖維紙中的至少一種；及/或，

所述將所述預鋰化電極膜片與集流體復合的步驟包括：在所述集流體的至少一側形成所述預鋰化電極膜片，然后在輥壓溫度為80℃～200℃、輥壓的輪數為1輪～10輪的條件下進行復合。