[發明專利]一種電芯預鋰化方法

在審

• 申請號: 202210586505.5
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN115995620A
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發明（設計）人: 王秋實;蔣治憶;陳靖;魏思偉
• 申請（專利權）人: 江蘇天合儲能有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/052;H01M10/058
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 邊人洲

本發明提供了一種電芯預鋰化方法，所述預鋰化方法包括以下步驟：(1)將金屬鋰源與液氨混合得到鋰?液氨溶液；(2)將注入電解液靜置后的電芯冷卻，將步驟(1)得到的鋰?液氨溶液注入到冷卻的電芯中；(3)將步驟(2)得到的注入鋰?液氨溶液的電芯升溫得到預鋰化電芯。所述預鋰化方法避免在預鋰化過程中電池中其他材料造成破壞，及在預鋰化過程中生成其他產物對電芯造成的影響，預鋰化方法簡單，效果較好。

技術領域

本發明屬于電池技術領域，涉及一種電芯預鋰化方法。

背景技術

鋰離子電池首圈循環中，在石墨負極表面形成SEI膜，有5％-35％的不可逆容量損耗，此不可逆容量大大降低了電池的質量能量密度和體積能量密度。為了彌補首圈不可逆容量的損耗，人們研究了預鋰化技術以提高電池的質量能量密度和體積能量密度。通過預鋰化技術對電極材料進行補鋰，使其在充電過程中釋放出的活性鋰補償首圈不可逆鋰損耗，以提高鋰離子電池的可逆循環容量和循環壽命。

CN113097451A公開了一種預鋰化方法、預鋰化負極片和鋰離子電池，包括：1)利用預鋰化試劑對待預鋰化負極片進行攪拌預鋰化處理，得到中間預鋰化負極片；2)依次對所述中間預鋰化負極片進行攪拌清洗處理、干燥處理，得到預鋰化負極片；所述攪拌預鋰化處理和攪拌清洗處理的攪拌速度為5～200r/min，所述預鋰化試劑包括Li-多環芳烴甲基衍生物。其所述預鋰化方法在補鋰時需要犧牲其他材料，其他材料犧牲后生成產物對電芯有一定的損傷。

CN112786971A公開了一種負極預鋰化鋰離子電池的制備方法：準備負極極片、正極極片和隔離膜；將金屬鋰復合到負極極片的至少一表面，得到復合負極極片；將復合負極極片、正極極片和隔離膜裝配成裸電芯，注入電解液，得到鋰離子電芯；對鋰離子電芯進行正負極短路靜置，以及雙向脈沖電流處理加速預鋰化過程中鋰離子快速均勻擴散以及負極SEI膜的形成，化成后得到負極預鋰化鋰離子電池。其所述方法復雜，對環境要求比較苛刻，容易發生安全事故。

上述方案存在有生成其他物質對電芯造成影響或安全性較低，操作復雜等問題，因此，開發一種操作簡單安全，且可以避免預鋰化過程中生成其他物質的預鋰化方法是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電芯預鋰化方法，所述預鋰化方法避免在預鋰化過程中電池中其他材料造成破壞，及在預鋰化過程中生成其他產物對電芯造成的影響，預鋰化方法簡單，效果較好。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種電芯預鋰化方法，所述預鋰化方法包括以下步驟：

(1)將金屬鋰源與液氨混合得到鋰-液氨溶液；

(2)將注入電解液靜置后的電芯冷卻，將步驟(1)得到的鋰-液氨溶液注入到冷卻的電芯中；

(3)將步驟(2)得到的注入鋰-液氨溶液的電芯升溫后得到預鋰化電芯。

本發明在電芯層級對電池進行補鋰，使用鋰-液氨溶液直接對電芯進行預鋰化，預鋰量可控，且預鋰化方法簡單，對環境的要求低，操作容易，可實現工業化。

本發明所述方法不僅可以用來對鋰離子電池進行預鋰化，也可以將金屬鋰換成金屬鈉或金屬鉀對鈉離子電池或鉀離子電池進行預鈉化或預鉀化。

優選地，步驟(1)所述金屬鋰源包括鋰粉和/或鋰片。

優選地，步驟(1)所述鋰-液氨溶液中，鋰的摩爾濃度為0.001～0.5mol/L，例如：0.001mol/L、0.005mol/L、0.01mol/L、0.03mol/L、0.05mol/L、0.08mol/L、0.1mol/L、0.3mol/L或0.5mol/L等。