一种锂离子电池负极片镀锂的方法
【专利摘要】本发明公开了一种锂离子电池负极片镀锂的方法，在除湿环境下，通入惰性气体保护，使用真空镀膜方式对负极片进行镀锂，在负极片表面形成镀锂层，然后将镀锂后的负极片放置在真空干燥环境下保存。采用本发明制作的负极片可以有效提高电池的首次效率，进而提高电池的能量密度。该镀锂方式操作简单，易于进行工业化生产，安全环保，是目前补锂方式中比较理想的一种。
【专利说明】
-种裡离子电池负极片媳裡的方法
技术领域
[0001] 本发明设及裡离子电池技术领域，特别是设及一种裡离子电池负极片锻裡的方 法。
【背景技术】
[0002] 为了满足消费类电子产品轻薄化、高续航、高能量密度的需求，裡离子二次电池需 要向高体积能量密度、高质量能量密度及长循环方向发展。
[0003] 目前石墨和娃碳合金高容量负极材料已经部分用于商业化电池中，但是负极尤其 是娃碳合金负极材料由于其特殊的结构W及SEI膜的形成会加大电池首次充放电时裡的消 耗量，使得娃碳电忍首次效率低、总体容量降低、前期循环容量衰减快。运些都制约着娃碳 合金阳极在裡离子二次电池中的大规模应用。
[0004] 为了减少电池在首次充放电过程中消耗不可逆裡导致总体容量降低，研究人员报 道了一些解决办法。FMC公司生产的稳定化金属裡粉已经通过干粉补裡方式被直接铺撒于 负极片表面。该方法简单易行，对电池容量提升效果明显。但在补裡过程中，干裡粉铺撒四 散飘落，粉尘污染严重，对操作员呼吸系统有危害，安全隐患加剧。
[0005] 为了避免裡粉飘散带来的安全隐患，公开号为CN 102916164A的发明专利公开了 一种湿法补裡方法，将裡粉溶于有机溶剂，通过喷洒或滴加的方式将有机裡溶液喷洒或滴 加在极片上，干燥得到补裡极片。运种方式避免了补裡过程中裡粉飘散的情况，也可W通过 控制喷洒或滴加有机裡溶液的时间控制补裡量。但是，该方法补裡后极片经干燥裡粉容易 脱落，而且专利中提到的联苯、正己烧有机溶液虽然是低毒溶剂，但长期接触对人体也有危 害。
[0006] 为了解决裡粉易脱落的问题，公开号CN104993098A的发明专利提到了一种将裡粉 和粘结剂混合均匀，涂覆在负极片表面，干燥，漉压得到补裡负极片。该方法简单易操作，提 高了裡粉的使用效率，能很好的避免了裡粉脱落，且四处飘散的问题，但是此方法中用到的 混合裡粉的粘结剂会增加极片重量和厚度，在电忍受热情况下还会溶胀，从而降低了电忍 的体积能量密度。同时，粘结剂的加入也会阻碍裡离子自由脱嵌，影响电忍倍率性能。
【发明内容】
[0007] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种裡离子电池负极片锻裡的方 法，W解决现有技术中裡粉易飘散，易掉粉，污染环境且存在安全隐患的问题。
[000引本发明所采用的技术方案是：
[0009] -种裡离子电池负极片锻裡的方法:在除湿环境下，通入惰性气体保护，使用真空 锻膜方式对负极片进行锻裡，在负极片表面形成锻裡层，然后将锻裡后的负极片放置在真 空干燥环境下保存。
[0010] 优选地，所述真空锻膜方式使用的设备是真空瓣射锻膜机。
[0011] 优选地，所述惰性气体为氣气。由于裡为活泼金属，极易与空气和氮气反应，通入 氣气可W有效防止锻裡过程中裡粉和氧气或者氮气反应。
[0012] 优选地，所述负极片所用负极活性材料为石墨或者娃碳复合材料。
[0013] 优选地，所述锻裡层的厚度为0.1~15皿。
[0014] 优选地，所述真空锻膜方式的锻裡时间是1~72h。通过调节锻裡时间可W精确控 制锻裡厚度又避免因锻裡时间太长将祀材烙化。
[0015] 优选地，所述真空瓣射锻膜机的功率是0.5kW。
[0016] 优选地，所述真空瓣射锻膜机所用的瓣射祀材是裡祀。
[0017] 优选地，所述真空瓣射锻膜机的偏压是-100V。
[0018] 优选地，所述裡祀的数量是1~3。在锻裡量增大的需求时增加祀材可W平衡锻裡 时间和锻裡量。
[0019] 本发明的有益效果：
[0020] 1、通过真空锻膜方式向负极片锻裡，该锻裡过程在真空瓣射锻膜机腔体中进行， 避免了裡粉四处飘散、粉尘污染的问题，反应室与操作员隔离也不会对员工呼吸系统造成 危害。
[0021] 2、通过真空锻膜方式锻的裡层轻薄均匀，与极片的结合力很强，不必使用粘结剂， 既解决了裡粉脱落的问题，又避免了大的厚度引起的电池体积能量密度低的问题。
[0022] 3、在锻裡过程中，不使用任何有机溶剂，没有环境污染问题。该锻裡方式操作简 单，易于进行工业化生产，安全环保，是目前补裡方式中比较理想的一种。
[0023] 4、锻裡过程中不使用任何溶剂或除裡W外的其他非容量贡献物质，避免对人体造 成危害，也解决了电忍体积能量密度受其他物质影响的问题。
[0024] 5、采用真空锻膜方式向负极片锻裡后无需漉压，保证了负极片的完整性，提高了 工序优率。
【具体实施方式】
[0025] 下面对本发明作进一步详细的说明。
[0026] 实施例1:
[0027] -种裡离子电池负极片锻裡的方法，采用5%的渗娃石墨活性材料作为负极片的 负极活性材料，将氣气通入干燥房中的真空瓣射锻膜机，固定裡祀材及负极片，开启真空锻 膜机，设置功率为〇.5kw，偏压为-100V，锻裡时间为1.化。对娃碳负极片进行锻裡，在极片表 面形成150nm厚的锻裡层，然后将锻裡后的负极片抽真空密封后保存。
[002引实施例2:
[0029] 与实施例1不同在于，锻裡时间为化，锻裡层的厚度为300nm。
[0030] 实施例3:
[0031] 与实施例1不同在于锻裡时间为化，锻裡层的厚度为500nm。
[0032] 实施例4:
[0033] 与实施例1不同在于锻裡时间为化，锻裡层的厚度为600nm。
[0034] 实施例5:
[0035] 与实施例1不同在于锻裡时间为化，锻裡层的厚度为800nm。
[0036] 实施例6:
[0037]与实施例1不同在于锻裡时间为I她，锻裡层的厚度为1.75皿。
[003引实施例7:
[0039] 与实施例4不同在于，采用3%的渗娃石墨活性材料作为负极片的负极活性材料。
[0040] 实施例8:
[0041] 与实施例5不同在于，锻裡时间为化，锻裡层的厚度为800nm。
[0042] 实施例9:
[0043] 与实施例6不同在于，锻裡时间为1她，锻裡层的厚度为1.75皿。
[0044] 分别将实施例1-9经过锻裡后的负极片W及实施例1和实施例7锻裡前的负极片与 相同的正极片、隔膜卷绕后封装成电忍，再经注液、静置、化成、整形、除气后制备得到编号 分别为Al，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8，A9 ,Nl，N2的裡离子电池。
[0045] 在25°C环境下，分别对W上裡离子电池进行分容测试。
[0046] 具体测试流程为：1、静置3min; 2、Wo. 5C恒流充电到4.35V，恒压充电到0.05C; 3、 静置3min; 4、Wo. 5C的放电电流恒流放电至3. OV; 5、静置后结束测试。
[0047] 测试结果：
[004引将化成和分容后的充电容量总和记为CO,放电容量记为D0,首次库伦效率D0/C0， 所得结果见表1
[0049] 表1:编号为A1-A7的电池的容景测试结果和首次库伦效率 [(K)加]
[0051]由表1可W看出，采用5%的渗娃石墨活性材料作为负极片制作的裡离子电池，未 对负极片进行锻膜的情况下，首次库伦效率仅为84%，在对负极片分别进行1.化、3h、化、 6h、化、1化的锻膜后，首次库伦效率分别增加至84.5%、85%、86%、87%、88%和92% ;采用 3%的渗娃石墨活性材料作为负极片制作的裡离子电池，未对负极片进行锻膜的情况下， 首次库伦效率仅为87%，在对负极片分别进行化、8h、18h的锻膜后，首次库伦效率分别增加 至88%、89%和91%，表明对负极片进行真空锻膜可W有效提高电池的首次库伦效率;锻膜 时间在一定程度上与首次库伦效率成正比。
[0052] W上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述 的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
【主权项】
1. 一种锂离子电池负极片镀锂的方法，其特征在于：在除湿环境下，通入惰性气体保 护，使用真空镀膜方式对负极片进行镀锂，在负极片表面形成镀锂层，然后将镀锂后的负极 片放置在真空干燥环境下保存。2. 根据权利要求1所述的锂离子电池负极片镀锂的方法，其特征在于:所述真空镀膜方 式使用的设备是真空溅射镀膜机。3. 根据权利要求1所述的锂离子电池负极片镀锂的方法，其特征在于:所述惰性气体为 氩气。4. 根据权利要求1所述的锂离子电池负极片镀锂的方法，其特征在于:所述负极片所用 负极活性材料为石墨或者硅碳复合材料。5. 根据权利要求1所述的锂离子电池负极片镀锂的方法，其特征在于:所述镀锂层的厚 度为0 · 1~15um。6. 根据权利要求1所述的锂离子电池负极片镀锂的方法，其特征在于:所述真空镀膜方 式的镀锂时间是1~72h。7. 根据权利要求2所述的锂离子电池负极片镀锂的方法，其特征在于:所述真空溅射镀 膜机的功率是〇.5kW。8. 根据权利要求2所述的锂离子电池负极片镀锂的方法，其特征在于:所述真空溅射镀 膜机所用的溅射靶材是锂靶。9. 根据权利要求2所述的锂离子电池负极片镀锂的方法，其特征在于:所述真空溅射镀 膜机的偏压是-100V。10. 根据权利要求8所述的锂离子电池负极片镀锂的方法，其特征在于:所述锂靶的数 量是1~3。
【文档编号】H01M4/04GK105977450SQ201610465561
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】蒋濛, 张敏
【申请人】盈天科技（深圳）有限公司