[发明专利]一种隔膜的锂化处理方法及其处理后的隔膜材料

说明书

本发明属于锂离子电池隔膜制备技术领域，尤其涉及一种隔膜的锂化处理方法及其处理后的隔膜材料，所述隔膜的锂化处理方法包括以下步骤：步骤一：将隔膜通过适当的酸处理，然后用蒸馏水将隔膜清洗到中性，烘干；步骤二：将经过步骤一处理的隔膜，浸泡在中性可溶解锂盐溶液中，经过一定时间的高温浸煮；步骤三：将固化剂喷涂在隔膜上；步骤四：进行烘干。本发明提供一种利用隔膜的高比表面积，高孔隙率的特点，在隔膜中添加少量的锂盐，为锂电池的化成反应提供额外的锂离子的隔膜的锂化处理方法及其处理后的隔膜材料。

技术领域

本发明属于锂离子电池隔膜制备技术领域，尤其涉及一种隔膜的锂化处理方法及其处理后的隔膜材料。

背景技术

现有技术和缺陷：

锂离子电池的主要组成部分为：正极，负极，电解液和隔膜。隔膜的性能会影响电池的电性能和安全性能。主要功能是隔开正极与负极，防止短路，同时独有的微孔结构可使锂离子通过，因此一定程度上影响电池的电化学能。目前市面上常见的隔膜材料有三种：单层的聚丙烯、单层的聚乙烯、三层的聚丙烯或聚乙烯复合隔膜。这些电池隔膜又可以根据制造工艺分为干、湿类，两者最大的区别就是内部成孔原理不同。

锂离子电池从工作原理上看，是以可逆嵌入和脱出锂离子的嵌锂化合物作为电池正负极的二次电池体系。锂离子电池和其它电池一样，是通过电极材料的氧化还原反应来进行能量的储存和释放的，只不过在锂离子电池内部是利用锂离子在电场的作用下的定向运动来完成电荷的传递。一般正极材料为层状过渡金属氧化物，负极为石墨，在充放电过程中发生的电化学反应如下：

负极反应：Li_xC→xLi⁺+xe^-+C

正极反应：MO₂+xLi⁺+xe^-→Li_xMO₂

总反应：Li_xC+MO₂＝C+Li_xMO₂

在充电过程中，锂离子和电子从层状过渡金属氧化物晶格中脱出，产生一个电子空穴和一个锂空穴。产生的锂离子经由电解液，通过隔膜到达负极，嵌入到石墨层中。同时，电子通过外电路到达负极与锂离子结合。在充放电过程中，锂离子反复在正极和负极之间嵌入和脱出。

该电池体系使用石墨作为为负极，石墨负极表面形成固体电解质界面(SEI)膜不稳定，导致了电池在循环过程中可移动Li+不断损耗，从而造成电池量衰减。因此，如何提高SEI膜的稳定性以及增加电池中的可移动锂离子，是提高电池循环寿命亟待解决的问题。CN112072186A公开了一种提高软包电池化成浸润性及SEI膜稳定性的方法,其特征在于，在电芯真空注液前,于卷芯与气袋交界处，进行至少两处的一次预封处理，得到第一预封区,然后真空注液、于气袋开口处封装，经化成，抽气、热封、裁切得到电芯。CN110034336A公开了一种形成稳定SEI膜的电池化成方法。其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)在待化成电池的电极上施加电压进行线性扫描，得到预构建SEI膜的电池；(2)对步骤(1)所述预构建SEI膜的电池进行SEI膜重整,得到重整SEI膜的电池；(3)对步骤(2)所述重整SEI膜的电池的电极上施加电压进行线性扫描,得到化成后的电池。

近几年，越来越多的研究者将目光看向了隔膜材料。从2007年开始，伴随着锂电池在电力驱动应用中的快速发展，相关的隔膜专利申请也快速增长。例如，CN105246692B公开了一种聚烯烃多层微多孔膜材料。其具有耐氧化性，电解液注射性和关闭特性优异，进而透过性及强度均衡性优异。CN101511588B公开了一种多层微孔膜。其具有良好平衡的关闭性能，熔化性能，渗透性和针刺穿强度。

对比文件仅仅是说明电池隔膜的结构变化，都没有提到制造锂化隔膜的技术，也就是功能化。

解决上述技术问题的难度和意义：