[发明专利]锂离子电池的负极片及其制造方法、其制造装置

说明书

【技术领域】

本发明属于锂离子电池的制造方法技术领域，尤其涉及一种锂离子电池的负极片及其制造方法、其制造装置。

【背景技术】

锂离子电池是一种具有高电压、能量密度高、循环寿命长和安全性能好等特征的轻便环保型电池，目前已经广泛用于手机、录像机、平板电脑等便携式电子设备并在电动汽车领域也得到了一定的应用。但随着便携式电子设备的微型化，以及电动汽车（EV）和混合电动汽车(HEV)等大功率设备的研发及应用受到了高度的重视，人们对作为电源系统的锂离子电池要求具有高容量和高功率的特性。

为了达到高容量和高功率的要求，研究人员对锂离子电池高容量负极材料（如Sn、Si等材料）进行了大量研究，对于由Sn、Si等高容量材料制得的负极极片，在电池的首次充电过程中由于存在较大的不可逆容量而消耗了部分锂源，由此造成正极材料的性能不能完全发挥，从而使电池的容量有大幅度地降低，造成电池的首次效率降低。

为了降低因锂离子电池在首次充电过程中的不可逆容量所引起的电池容量的损失，提高电池的首次效率，目前已有一些文献专利报道了一些解决方法。例如公开号为102916165A的中国专利申请提到在惰性气氛中，将有机锂溶液喷洒或滴加于负极片表面，使有机锂溶液中的锂离子被还原成金属锂并嵌入负极片中，然后干燥负极片。该发明虽然通过将均匀有机锂溶液喷洒或滴加在负极片的表面，实现了“湿法补锂”，从而有效地避免干法补锂时金属锂粉在空气中的漂浮，保证生产安全，而且补锂的量可以通过喷洒或滴加的有机锂溶液的量、喷洒或滴加的时间来加以准确控制，以达到均匀补锂的目的，防止负极片的析锂和变形，提高电池的首次效率，进而提高电池的能量密度。但是由于该法的整个工艺过程都要在惰性气氛中进行，导致工序复杂，对环境要求苛刻，增加负极极片的制作成本。

再如公开号为103208612A的中国专利申请提到一种向锂离子电池负极片双面连续补充锂粉的方法，利用滤网振动洒粉结合静电效应的原理使得锂粉能够均匀、定量、精确地分散在负极片的上下两个表面，并经过辊压操作将补上的锂粉压实到极片表面，从而对负极片起到补锂的作用。该方法虽然能够起到补锂的作用，提高电池的容量，然而由于锂粉较轻，在空气中容易飘浮，会对操作人员造成较大的安全隐患。

另外，申请号JP2008038720的日本专利申请提到利用真空蒸镀的方法在负极片的表面蒸镀一层金属锂层，虽然蒸镀的金属锂层的厚度比金属锂片要薄，然而该过程中蒸镀的金属锂层的厚度难以控制，而且整个过程必须在真空环境下进行，蒸发效率也较低，后续极片的处理也较复杂，生成成本较高。

【发明内容】

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种锂离子电池的负极片，其能提高锂离子电池的容量。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种锂离子电池的负极片的制造方法，操作简单，对环境要求低、成本低、适合企业生产。

本发明要解决的第三个技术问题是提供一种锂离子电池的负极片的制造装置，结构简单。

上述第一个技术问题通过以下技术方案解决：

一种锂离子电池的负极片包括负极集电片，负极集电片的至少一个表面上均涂覆有活性材料层，其特征在于，至少一个活性材料层的表面设有SEI膜。

本发明通过预先在负极片的表面设置SEI膜，有效地消除了活性材料存在较大的不可逆容量，因而使制造的负极片与正极容量的匹配吻合，解决了正极性能不能完全发挥的问题，提高了电池的首次效率，进而提高电池的容量并能改善电池的循环性能。

上述第二个技术问题通过以下技术方案解决：

一种锂离子电池的负极片的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在初极片的至少一个活性材料层的表面上涂覆含有锂离子Li⁺的电解液，所述初极片包括负极集电片及涂覆在负极集电片的两个表面上的活性材料层；

2）将直流电源的正端子接触到所述至少一个活性材料层上的电解液，直流电源的负端子连接到初极片上并不与电解液接触，在直流电压的作用下，电解液与所述至少一个活性材料层发生反应，在所述至少一个活性材料层的表面形成SEI膜，再经干燥得负极片。