[发明专利]一种锂离子电池补锂工艺

说明书

本发明涉及一种锂离子电池补锂工艺，所述补锂工艺为：先制备硅碳负极极片，然后制备Li‑萘溶液，将将制备好的硅碳负极极片放入Li‑萘溶液浸泡2小时，淋洗后得到。本发明在制作电池前，先使硅碳负极极片嵌入一定量锂，以消除因锂离子首次嵌入负极形成SEI膜而带来的不可逆容量损失。在相同充放电深度下，补锂之后硅基负极材料在锂离子嵌入脱出过程中伴随的体积形变幅度降低，将有利于改善基于硅碳负极锂离子电池的循环稳定性。通过实验证实该补锂方法可显著提高硅基负极首次充放电效率，并改善循环稳定性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池，尤其涉及一种改善基于硅碳负极锂离子电池的循环稳定性的锂离子电池补锂工艺。

背景技术

硅的嵌锂理论容量高达4200mAh/g，是目前商业化负极石墨材料(理论容量372mAh/g)的10倍以上,有重要应用前景。但基于硅碳负极的锂离子电池首次充放电效率远低于目前商业化石墨负极，主要原因是首次充电时正极材料的锂离子嵌入负极后，形成SEI膜的这部分锂离子无法可逆地脱出。首次充放电效率低的问题对于高比能动力电池开发带来了较大的能量密度损失和材料浪费。

针对硅材料在脱嵌锂前后伴随有巨大体积变化从而导致电池性能迅速衰减问题的一个解决办法是将硅(合金)与石墨等进行混合制得硅碳复合材料。在保证硅的较大容量的前提下，利用石墨具有较大比表面积的优点，石墨材料可弹性缓冲硅(合金)材料在充放电过程中体积的膨胀和缩小。硅碳复合材料与碳材料相比，一方面，通过硅(合金)的添加提高了嵌锂容量；另一方面，碳材料的引入缓冲了硅的膨胀，提高了电子导电性。

上述方案仅能解决硅材料存在的体积膨胀问题，但硅碳负极首次充电时，负极形成SEI膜而带来的不可逆容量损失问题却一直无法得到有效解决。

发明内容

本发明的目的在于为了解决硅碳负极首次充电时，负极形成SEI膜而带来的不可逆容量损失问题却一直无法得到有效解决的缺陷而提供一种改善基于硅碳负极锂离子电池的循环稳定性的锂离子电池补锂工艺。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池补锂工艺，所述补锂工艺为：先制备硅碳负极极片，然后制备Li-萘溶液，将将制备好的硅碳负极极片放入Li-萘溶液浸泡2小时，淋洗后得到。在本技术方案中，本发明在制作电池前，先使硅碳负极极片嵌入一定量锂，以消除因锂离子首次嵌入负极形成SEI膜而带来的不可逆容量损失。在相同充放电深度下，补锂之后硅基负极材料在锂离子嵌入脱出过程中伴随的体积形变幅度降低，将有利于改善基于硅碳负极锂离子电池的循环稳定性。

作为优选，硅碳负极极片的制备方法为：

1)配胶：取0.5-5重量份羟甲基纤维素钠粉末倒入水溶液中，2000-4000rpm快速搅拌均匀，加入0.5-3重量份聚丙烯酸酯，调配到胶液的固含量为5-25％，400-1200rpm慢速搅拌30min，去泡得到胶液；

2)加导电剂：往步骤1)得到的胶液中加胶液重量1-70％的导电剂Super P，2000-4000rpm快速搅拌2小时，得到导电液；

3)加主材料：向步骤2)得到的导电液中加10–92重量份的SiO负极粉末，400-1200rpm慢搅10min后2000-4000rpm快速搅拌1小时；然后加入1-20重量份的石墨，400-1200rpm慢搅10min后，再加去离子水调节搅拌稀稠度至800-2000mPa·s，2000-4000rpm快速搅拌1小时；然后加入1-10重量份丁苯橡胶，2000-4000rpm快速搅拌2小时，400-1200rpm慢速搅拌30min，去泡，得到浆料；

4)过筛：步骤3)得到的浆料120目过筛，浆料固含量控制在45±5％；粘度1500±500mPa.s，得到硅碳活性物质；