[发明专利]一种电极的预金属化方法

说明书

本发明属于锂离子电池材料技术领域，特别涉及一种电极的预金属化方法：在多环芳香族化合物与金属形成的预金属化试剂对电极进行预金属化的情况下，使所述电极与添加剂接触从而使所述添加剂于所述电极上发生成膜反应，添加剂包括有机添加剂和/或金属盐添加剂。本方法中，添加剂在多环芳香族化合物与金属所配成的预金属化试剂的干预下，可优先在电极表面形成SEI膜，在实现对电极预金属化的基础上，还降低了阻抗，提高了循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料技术领域，特别涉及一种电极的预金属化方法。

背景技术

众所周知，锂离子电池(LIBs)的能量密度是由单位体积(或质量)和电池电压所涉及的电化学反应中转移的Li⁺数量决定的。在初始循环中，电解质发生不可逆的电化学还原，在负极上形成SEI，消耗活性锂的数量，大大限制了可用的能量密度。其中，以Si和SiOx为首的下一代高容量负极仅仅展现出低于80％的首效，大大阻碍了商业化进程。为了获得较高的首效和最大的全电池能量密度，在电池组装之前进行预锂化，能够有效地使用额外的Li补偿活性Li的损失。

溶液化学法锂化策略具有独特的反应均匀性和简单性，但由于这一类溶液的有效成分中含有多环芳香族化合物(如Li-萘、Li-联苯)，在补锂的同时，多环芳香族化合物会在电极表面形成SEI，而该成分的SEI膜阻抗较大(离子导电性差)，循环性能差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电极的预金属化方法，在多环芳香族化合物与金属形成的预金属化试剂对电极进行预金属化的情况下，使电极与添加剂接触从而使添加剂于电极上发生成膜反应。本方法中，添加剂在多环芳香族化合物与金属所配成的预金属化试剂的干预下，可优先在电极表面形成SEI膜，而相比于含多环芳香族化合物的SEI膜，由上述添加剂形成的SEI膜在阻抗上有明显的降低，提高了循环性能，

其中，添加剂包括有机添加剂和/或金属盐添加剂，

有机添加剂主要包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸亚乙酯、1,3-丙烷磺内酯、丙烯基-1,3-磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、亚硫酸亚乙酯中的一种或几种的混合，

此外，有机添加剂还可以包括乙腈、丁二腈、己二腈、丁二酸酐、戊二酸酐、己二酸酐、马来酸酐、三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)亚磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯中的一种或几种的组合，

金属盐添加剂的分子式为XY_n，X为金属锂、钠、钾、铷、铯、钙、镁、铝中的一种，Y为PO₂F₂^-、BF₄^-、DFOB^-、BOB^-、FSI^-、TFSI^-、DFOP^-中的一种，

多环芳香族化合物与金属于有机溶剂中形成预金属化试剂，有机溶剂主要为醚类化合物，如四氢呋喃及其甲基衍生物、吡喃及其甲基衍生物、1,3-二氧环戊烷、二甲醚、二乙醚、乙二醇二甲醚、1,1-二甲氧基丙烷、甲基丁基醚、1-乙氧基丙烷、1-乙氧基丁烷、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、二甲氧基甲烷、二乙氧基甲烷等中的一种或几种的混合，

分散于有机溶剂中的有机添加剂和金属盐添加剂的总浓度为0.01wt％～10wt％，

多环芳香族化合物为苯、萘、联苯、三联苯、四联苯、蒽、菲及它们的衍生物中的一种或几种的混合，多环芳香族化合物分散于有机溶剂中的浓度为0.001mol/L～0.1mol/L，

金属为粉末状、棒状、片状、带状中的一种或几种的混合，金属分散于有机溶剂中的浓度为0.001g/L～200g/L，