[發(fā)明專利]一種負極補鋰極片預鋰量確定及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210881432.2
• 申請日: 2022-07-26
• 公開（公告）號: CN115312774A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設計）人: 劉翔;周耐根;方姍;瞿國興
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/139;H01M10/0525
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 王煥巧

1.一種負極補鋰極片預鋰量確定及控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、測試未補鋰負極極片首次脫嵌鋰容量，計算得到首次嵌鋰容量C_負1和首次脫鋰容量C_負2，得到未補鋰負極極片首次庫倫效率

S2、利用負極補鋰材料金屬鋰箔/鋰粉或者鋰源濺射將金屬鋰轉(zhuǎn)移至負極片上，此時金屬鋰所對應容量為C₀，得到補鋰負極片；

S3、將補鋰負極片浸潤在電解液中，靜置一定時間；

S4、將補鋰負極片組裝成紐扣或者軟包半電池，以小電流先對電池充電，得到補鋰負極極片首次脫鋰容量C_補鋰0，再與S1中充放電相同，計算得到首次嵌鋰容量C_補鋰1和二次脫鋰容量C_補鋰2；

S5、補鋰負極極片的有效補鋰量由兩部分組成，一部分是首次可脫出的活性鋰容量C_補鋰0；一部分是極片注液后因金屬鋰與負極活性材料提前形成SEI時所消耗的鋰量C_SEI，也就是原本該極片未補鋰時需要活性鋰容量值為首次脫鋰容量除以首次庫倫效率，C_SEI＝C_補鋰2/η₁-C_補鋰1，有效補鋰容量為：C_有效補鋰＝C_補鋰0+C_補鋰2/η₁-C_補鋰1；由此，得到補鋰材料實際的克容量：C'＝C_有效補鋰/m，m為補鋰質(zhì)量；

S6、測試正極極片的首次脫鋰容量C_正1和嵌鋰容量C_正2，由此得到準確的補鋰面密度為：其中S為極片面積；

S7、若所需補鋰量較低，對鋰箔進行造孔，造孔率為其中M₀為5um-1mm厚鋰箔面密度，為保證補鋰均勻性，孔之間間隔要一致，孔徑需適中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負極補鋰極片預鋰量確定及控制方法，其特征在于：負極補鋰為金屬鋰箔補鋰、金屬鋰粉補鋰、鋰合金補鋰、磁控濺射補鋰中的一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負極補鋰極片預鋰量確定及控制方法，其特征在于：補鋰厚度為0.1um～50um。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負極補鋰極片預鋰量確定及控制方法，其特征在于：所述負極活性材料包括石墨、石墨基負極材料、硅基材料、硅、硅碳復合材料、錫基材料、金屬氧化物、鈦酸鋰中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負極補鋰極片預鋰量確定及控制方法，其特征在于：在S3中所述補鋰負極片在電解液中的浸潤時間為10min～24h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負極補鋰極片預鋰量確定及控制方法，其特征在于：在S4中的脫鋰電流密度為0.01C～0.5C。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負極補鋰極片預鋰量確定及控制方法，其特征在于：S6中的正極材料包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰、磷酸錳鐵鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰、三元正極中的一種或者其改性材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種負極補鋰極片預鋰量確定及控制方法，其特征在于：S7中的打孔方式包括機械造孔、激光造孔中的一種或多種，孔的形狀為圓形、正方形、長方形、菱形、三角形、六邊形中的一種或多種，孔面積為0.1um²-1cm²。