[发明专利]一种锂电池电极的预锂化方法

说明书

本发明提供了一种锂电池电极的预锂化方法，属于电化学领域，包括：步骤1：将电池极片和金属锂置于惰性或者低湿低氧环境中加热；步骤2：在外力作用下将金属锂在电池极片表面摩擦，完成锂电池电极的预锂化。该方法在惰性气体保护下，通过外力和热辅助将锂金属附着在电极表面，在加热条件下，与电池极片接触处的锂软化，在外力作用下更容易粘附在电极表面，将金属锂和电池极片摩擦处理，在电极表面留下少量的锂，从而实现对电池的进行预锂化。该方法实施简单，容易植入到现有的生产线中，且预锂化程度有效可控，可制造出高容量、高循环、高倍率和安全性能优良的锂离子电池。

技术领域

本发明属于电化学领域，具体涉及一种锂电池电极的预锂化方法。

背景技术

目前，锂离子电池由于其较高的能量密度、良好的循环稳定性和安全性能，广泛应用于便携式电子产品和动力汽车中，得到了飞速发展。但是这些领域中对其比容量的要求也越来越高，当前的解决方法主要集中在研发高比容的电极材料和电极材料的匹配等。

但在电池的前几次充放电过程中会在电极和电解液界面处不可逆的形成一层固态电解质层，该过程中会不可逆的消耗5％～15％的锂离子。因而使得首次库伦效率降低及电池容量下降。所以寻找一种方法能弥补形成SEI膜所消耗的锂离子对于提高电池的比容量、首次充放电库伦效率和循环稳定性极为重要。目前电池极片主要的预锂化方法如下：

申请号为JP1996027910的专利公开了一种将金属锂片覆盖在负极电池极片表面，然后进行卷绕、注液、封装制成锂离子电池的方法。该方法虽然能起到对负极预锂化的作用，但所用锂片的量远远超出预补锂所需的锂的量，多余的锂的存在会产生锂枝晶、析锂等现象，存在较大的安全问题。

公开号为CN1290209C专利申请公开了一种将惰性金属锂粉混入负极浆料，以实现预锂化的方法。但是惰性锂粉表面一般有一层保护层，需要外力作用才能将锂挤出。并且由于惰性锂粉质轻和活泼等特性，在加工过程中容易发生起火甚至爆炸现象。另外，惰性锂粉对电池极片锂化后会有残留的空间，降低电池极片的压实密度和增加电池极片的阻抗。

公开号为CN105845894A专利申请并公开了一种在外点源作用下将锂片和电电池极片连接，从而达到预锂化作用。但该方法中涉及到了外加电源和新的电池体系，机构和过程复杂。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种锂电池电极的预锂化方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锂电池电极的预锂化方法，步骤1：将电池极片和金属锂置于惰性或者低湿低氧环境中加热；

步骤2：在外力作用下将金属锂在电池极片表面摩擦，完成锂电池电极的预锂化。

优选地，所述步骤1中的金属锂为锂片、锂箔、锂块、锂带的一种或几种；电池极片为正极片或负极片。

优选地，所述正极片为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸钒锂、硫/碳复合材料、富锂基正极的一种或几种。

优选地，所述负极片为石墨、硅、硅碳、金属氧化物、硫化物、锡化物的一种或几种。

优选地，所述步骤1中电池极片加热温度为50-180℃。

优选地，所述步骤1中将所述电池极片和金属锂置于氩气或者湿度小于40ppm的空气中通过鼓风机进行加热。

优选地，所述步骤2中所述金属锂在所述电池极片表面摩擦形式为辊压摩擦或板压摩擦，施加在所述金属锂上的外力大小为0.5MPa-25MPa。