[發明專利]一種預鋰化極片及制備方法、及生產系統、及鋰離子電池

有效

• 申請號: 202111020820.3
• 申請日: 2021-09-01
• 公開（公告）號: CN113451544B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 李愛軍;黃杜斌;楊揚;王春源;鄔金龍
• 申請（專利權）人: 浙江金羽新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139;H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 北京智丞瀚方知識產權代理有限公司 11810
• 代理人: 白月霞

1.一種預鋰化極片，其特征在于，所述預鋰化極片包括極片、柔性復合金屬鋰薄膜和粘結劑；

所述粘結劑設置在極片和柔性復合金屬鋰薄膜之間；

所述柔性復合金屬鋰薄膜，以重量百分比計，包括以下組分：

碳鏈聚合物和/或雜鏈聚合物3%~30%，導電劑1%~30%，金屬鋰和/或鋰合金40%~96%；

柔性復合金屬鋰薄膜的厚度為2-10μm，抗拉強度90mPa，斷裂伸長率5%；

所述柔性復合金屬鋰薄膜的制備方法，包括以下步驟：

S1：將碳鏈聚合物和/或雜鏈聚合物、導電劑、金屬鋰和/或鋰合金按照比例混合，通入惰性氣體，攪拌均勻，得到混合物；

S2：將步驟S1得到的混合物加熱并保溫，得到流體混合物；

S3：將步驟S2中得到的流體混合物通過雙螺桿擠出機擠出，通過薄片機頭成型為片狀薄膜，再由三輥壓光機壓延成型收卷，得到柔性復合金屬鋰薄膜；

預鋰化極片的制備方法，包括以下步驟：

將所述柔性復合金屬鋰薄膜的表面負載上粘結劑溶液，然后將所述柔性復合金屬鋰薄膜負載有粘結劑溶液的表面與極片表面壓緊，干燥，制得所述預鋰化極片；

壓緊時，可采用導輥輥壓的方式，輥壓壓力范圍是3~10MPa。

2.根據權利要求1所述的預鋰化極片，其特征在于，所述極片的上表面和/或下表面上均設置有柔性復合金屬鋰薄膜。

3.根據權利要求1所述的預鋰化極片，其特征在于，

所述柔性復合金屬鋰薄膜的厚度為2-10μm；

所述粘結劑在所述復合金屬鋰薄膜表面單位面積的質量≤0.05mg/cm²。

4.根據權利要求1所述的預鋰化極片，其特征在于，

所述極片包括硅極片、硅碳極片、錫碳極片、氧化亞硅極片、石墨極片中的一種或組合；

所述粘結劑選自極性聚合物、硅烷偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑中的一種或多種以任意組合比例相混勻的混合物。

5.根據權利要求4所述的預鋰化極片，其特征在于，

所述碳鏈聚合物和/或雜鏈聚合物為聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二酯、丙酸纖維素、聚四氟乙烯和聚氯乙烯中的一種或多種以任意組合比例相混勻的混合物；

所述導電劑為超導炭黑、碳纖維、碳納米管、硬碳、軟碳中的一種或多種以任意組合比例相混勻的混合物；

所述金屬鋰和/或鋰合金為塊狀、條狀或粉末狀中的一種；

所述極性聚合物為聚偏氟乙烯、聚環氧乙烷、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯酸-聚苯胺中的一種或多種；

所述硅烷偶聯劑為硅烷偶聯劑(3-氯丙基)三甲氧基硅烷、3-辛酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、硅烷偶聯劑KH-570中的一種或多種以任意組合比例相混勻的混合物；

所述鈦酸酯偶聯劑為二(二辛基二乙醇胺焦磷酰酸基)乙二銨鈦酸酯、異丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯中的一種或多種以任意組合比例相混勻的混合物。

6.根據權利要求1所述的預鋰化極片，其特征在于，

所述粘結劑溶液為粘結劑溶解在有機溶劑中形成的溶液；

所述有機溶劑選自腈類、醚類、烷烴類、酮類或酯類溶劑中的一種或組合；所述粘結劑在溶液中的質量分數為1wt%-8wt%；

所述粘結劑溶液在所述復合金屬鋰薄膜表面的負載量為所述粘結劑溶液中的粘結劑在所述復合金屬鋰薄膜表面單位面積的質量≤0.05mg/cm²；

所述負載的方式包括涂覆；

所述干燥的溫度≤120℃；

所述步驟S1中通入的惰性氣體為氬氣，攪拌時間為20min~40min；所述步驟S2中將混合物加熱至200℃~300℃，并保溫1.5~2.5小時。