[发明专利]用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液及预锂化方法

说明书

本申请公开了一种用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液及预锂化方法，上述预锂化的电解液包括有机溶剂与锂盐，有机溶剂包括一元溶剂、二元溶剂、三元溶剂或四元溶剂中的任意一种。上述预锂化方法的步骤包括：将锂离子电池负极浸泡在上述预锂化的电解液中，以发生预锂化反应，得到预锂化负极。上述预锂化电解液中的有机溶剂与锂盐能够调控SEI膜在含锂层/负极接触界面上的生长行为及其物理化学性质，能够降低SEI膜中的有机组分，提高含锂层中活性物质的转化效率至85％以上；同时，降低了惰性锂的形成与产量，有效避免了因惰性锂积聚造成的负极析锂和电池极化增大现象，显著提高了接触预锂化电池的容量保持率和循环稳定性。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液及预锂化方法。

背景技术

锂离子电池在首次充电过程中，负极表面会自发形成固态电解质薄膜(SEI膜)，导致一部分可逆锂离子容量损失，进而表现为较低的首次库伦效率，致使正极的锂离子库存产生空缺，这降低了锂离子电池的可逆循环容量。

接触预锂化是一种有效提高锂离子电池首次库伦效率、改善电池循环性能的方法。其具体为，通过在负极表面复合含锂层以触发内短路电化学反应的接触式预锂化过程，从而预先将一定数量的锂离子储存在负极结构内，来补偿电池首次循环时产生的容量空缺。但是，在锂离子电池负极预锂化过程中，将带有含锂层的负极放置于电解液中后，由于在含锂层/负极界面发生了内短路微腐蚀电化学反应，负极表面会自发形成SEI膜。并且，随着预锂化反应的进行，这层SEI膜会逐渐生长并扩大，将会腐蚀含锂层/负极界面间的电子通路，最终导致电子通路阻断，预锂化反应被迫结束。此时，含锂层中大量的活性物质得不到有效转化而变为电子惰性的“死”锂(惰性锂)，从而影响预锂化负极的循环性能。

发明内容

本申请提供一种用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液及预锂化方法，旨在解决锂离子电池负极在预锂化过程中含锂层的转化率偏低且易产生较多惰性锂的问题。

一方面，本申请实施例提供了一种用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，包括有机溶剂与锂盐，所述有机溶剂包括一元溶剂、二元溶剂、三元溶剂或四元溶剂中的任意一种；所述一元溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和1,3-二氧戊环中的任意一种；所述二元溶剂包括碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环和碳酸丙烯酯中的任意两种组成的混合物；所述三元溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环和碳酸丙烯酯中的任意三种组成的混合物；所述四元溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环和碳酸丙烯酯中的任意四种组成的混合物。

可选地，所述二元溶剂中任一组分的体积占总体积的比例为10～90％。

可选地，所述三元溶剂中任一组分的体积占总体积的比例为10～80％。

可选地，所述四元溶剂中任一组分的体积占总体积的比例为5～85％。

可选地，所述锂盐的浓度为0.5～2.5mol/L。

可选地，所述锂盐的浓度为0.8～2.0mol/L。

可选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂的一种或者多种。

另一个方面，本申请实施例提供一种锂离子电池负极的接触预锂化方法，包括如下步骤：将锂离子电池负极浸泡在上述用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液中，以发生预锂化反应，得到预锂化负极。

可选地，所述锂离子电池负极的表面覆盖有含锂层。

可选地，所述锂离子电池负极的活性物质包括硅、氧化硅、石墨、硬碳和软碳中的一种或多种。