[发明专利]一种锂离子电池负极材料补锂方法

说明书

本发明涉及锂离子电池的制备，尤其涉及一种锂离子电池负极材料补锂方法。本发明一种锂离子电池负极材料补锂方法，包括以下步骤：(1)、取负极材料和导电剂并混合均匀得混合粉末；(2)、利用补锂装置，在惰性气氛中，将混合粉末装入下基板槽中，铺平，滴入电解液直到电解液浸润混合粉末，并采用不锈钢垫片将粉末压实，直至与下基板上沿平，再在混合粉末上面铺一层隔膜，在上基板槽内由里到外依次设有垫片和锂片，将密封件放置在密封圈槽内，上基板和下基板通过紧固部件紧固连接，垫片通过负极导线与测试系统的负极端口相连，下基板槽的导电膜层通过正极导线与测试系统正极端口连接；(3)、采用电池测试系统对补锂装置进行化成。

技术领域

本发明涉及锂离子电池的制备，尤其涉及一种锂离子电池负极材料补锂方法。

背景技术

锂离子电池相比其他二次电池具有高电压、高能量密度、长循环寿命和安全性能好等优势，成为应用最广泛的可充电电池，目前已经占领便携式电子产品电源市场，并逐渐占领电动汽车等大型移动设备的动力电池市场。然而，动力锂电池的性能还远不能满足人们的需求。另一方面，便携式可穿戴设备受到人们的追捧，但其所需要高性能的柔性电池是限制其发展的一个重要因素。无论锂离子电池作为动力电池还是柔性电池，成本有待降低，能量密度和功率密度都有待进一步提高。如何降低电池成本，提高能量密度和功率密度，目前研究的主流方向是提高电极材料本身的性能，包括储锂容量、倍率性能等，而已知大部分负极材料都存在一个重要现象：在锂离子电池首次充放电过程中，有机电解液会在绝大多数负极材料表面发生还原、分解，形成一层电子绝缘、锂离子可导的钝化层(solidelectrolyte interphase,简称SEI)，从而导致首次不可逆容量大即首次库仑效率低(大部分材料低于80％)。目前除了商业化的石墨负极材料，其他的焦炭、多孔碳材料，纳米材料，柔性电极和复合电极材料等都存在这种现象，会造成电极材料尤其是正极材料的极大浪费和电池能量和功率密度的降低，严重限制了这些材料的推广使用。

针对首次不可逆库仑效率低的问题，人们提出对负极进行“补锂”，以弥补首次充放电过程中消耗的用于形成SEI膜的大量锂离子。根据“补锂”方法不同可以分为物理补锂和电化学补锂。物理方法补锂将锂金属加入电解液后，反应速度很快；在负极补锂时，导致形成的SEI膜不稳定，同时负极材料容易破裂，此外，残留在电极表面的一些锂金属颗粒和锂金属反应的副产物会形成锂枝晶，刺穿隔膜而造成电池安全隐患。

物理补锂容易造成在以后的循环中析锂，导致电池短路，具有安全隐患。电化学补锂可以避免以上问题，但目前的方法成效较小，或者工艺繁琐，成本较高，不适合实际生产推广。同时目前补锂工艺都是对整个负极片的，可能内部电极颗粒并没有得到有效的补锂，而这些颗粒在以后的循环中同样会消耗大量锂离子以形成SEI膜，因此有必要对负极材料颗粒进行有效补锂，有必要采用更简单的方法，运用电化学补锂-预形成SEI膜的思路，实现对电极材料的补锂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池负极材料补锂方法。提高负极材料实用库伦效率，实现减少电极材料浪费和提高电池能量密度等电池性能，并推进高性能负极材料的商业化推广应用。

一种锂离子电池负极材料补锂方法，包括以下步骤：

(1)、按照重量比为1：0.01-1的比例取负极材料和导电剂并混合均匀得混合粉末；

(2)、利用补锂装置，在惰性气氛中，将混合粉末装入下基板槽中，铺平，滴入电解液直到电解液浸润混合粉末，并采用不锈钢垫片将粉末压实，直至与下基板上沿平，再在混合粉末上面铺一层隔膜，在上基板槽内由里到外依次设有垫片和锂片，将密封件放置在密封圈槽内，上基板和下基板通过紧固部件紧固连接，垫片通过负极导线与测试系统的负极端口相连，下基板槽的导电膜层通过正极导线与测试系统正极端口连接；

(3)、采用电池测试系统对补锂装置进行化成；