锂电池负极及其制备方法、软包电池及其制备方法与流程

本申请涉及新能源领域，尤其涉及锂金属电池。

背景技术：

1、锂金属具有超高的理论容量(3860mah/g-1)和低氧化还原电位(相对于标准氢电极为3.04v)、低的密度(0.534g/cm3)，被认为是高能量密度电池的理想负极材料。然而，锂金属的库伦效率较低，负极枝晶问题严重导致可逆性差、易于电解液反应，极大降低了锂金属电池的循环性能，限制了其规模应用。

2、构建人工sei膜是解决这些问题的有效途径，前提是构建的sei膜具有高强度与高表面能、快速的离子迁移能力、极小的界面电阻、电化学稳定性、对电子的绝缘性。其中，富含licl的sei膜，可降低锂金属负极重li+的成核势垒和锂电沉积核的临界容量，且富含licl的sei膜具有异常快的离子传输，能有效地诱导锂的均匀形核和平面生长，抑制锂枝晶的生长。现阶段，常规licl的制备方法，例如通过选用特定的电解液添加剂，无法有效控制富含licl的sei膜的厚度与均匀性。如何通过简单高效且可控性强的方法构建富含licl的人工sei膜是发展无枝晶和循环稳定的锂金属负极的关键。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种锂电池负极及其制备方法、软包电池及其制备方法，以解决富含licl的sei膜的厚度与均匀性无法有效控制的技术问题。

2、第一方面，本申请实施例提供一种锂电池负极的制备方法，所述锂电池负极的制备方法包括如下步骤：

3、提供预制锂材，所述预制锂材为包含并以锂金属作为负极材料的负极或负极前驱产品；

4、以氯等离子体处理所述预制锂材中金属锂的表面，得到所述锂电池负极。

5、在本申请的一些实施例中，所述以锂金属作为负极材料的负极为铜锂复合带。

6、在本申请的一些实施例中，所述以氯等离子体处理所述预制锂材中金属锂的表面，包括如下步骤：

7、提供等离子体处理装置，将所述预制锂材加入所述等离子体处理装置；

8、对所述等离子体处理装置抽真空后，在维持预定气压的情况下通入氯气；

9、通过射频发射源提供能量使所述等离子体电离产生氯等离子体，使所述氯等离子体与所述预制锂材反应。

10、在本申请的一些实施例中，所述预定气压为40～70pa；和/或，

11、所述射频发射源的功率为180～220w；和/或，

12、所述射频发射源的工作频率为13.56mhz；和/或，

13、所述射频发射源的工作持续时间为5～30min。

14、第二方面，本申请实施例提供一种锂电池负极，所述锂电池负极为第一方面任一实施例所述的锂电池负极的制备方法制备得到的锂电池负极。

15、第三方面，本申请实施例提供一种软包电池，所述软包电池包括第二方面任一实施例所述的锂电池负极。

16、第四方面，本申请实施例提供一种软包电池的制备方法，所述软包电池的制备方法包括如下步骤：

17、提供第二方面任一实施例所述的锂电池负极；

18、提供锂电池正极；

19、对所述锂电池负极和锂电池正极进行叠片后，经过焊接、注液、预充、二封、化成工序，得到所述软包电池。

20、在本申请的一些实施例中，所述提供锂电池正极，包括如下步骤：

21、将正极材料、导电剂、粘结剂、溶剂混合制成导电浆料；

22、将所述导电浆料设置到集流体表面，得到预制正极片；

23、将所述预制正极片干燥后进行辊压，得到所述锂电池正极。

24、在本申请的一些实施例中，所述正极材料为磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、钴酸锂、锰酸锂、富锂固溶体中的至少一种；和/或，

25、所述导电剂为炭黑、碳纳米管中的至少一种；和/或，

26、所述粘结剂为羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸中的至少一种；和/或，

27、所述溶剂为乙醇、n-甲基吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇溶液、聚乙二醇溶液、聚偏氟乙烯分散液中的至少一种；和/或，

28、在本申请的一些实施例中，所述锂电池正极的面密度为16-25mg/cm2；和/或，

29、所述锂电池正极的压实密度为3.0-4.0mg/cm3。

30、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

31、本申请实施例提供的锂电池负极及其制备方法、软包电池及其制备方法，以氯等离子体处理所述预制锂材中锂金属的表面，使得锂金属的表面形成一层氯化锂，由于处理的方式是用氯等离子体与锂金属接触，避免了复杂的反应环境，氯离子能够原位氧化锂金属生成氯化锂，原位形成的氯化锂容易形成连续致密的薄膜，生成的氯化锂薄膜又能够隔离锂金属与氯等离子体的进一步接触，这使得制备得到的锂电池负极的表面能够形成一层致密、均匀的氯化锂sei膜。致密、均匀的氯化锂sei膜不仅有助于li+在充放电循环中快速、稳定的沉积与剥离，而且有效抑制枝晶生长，从而有效提升了锂金属负极的循环效率。

技术特征：

1.一种锂电池负极的制备方法，其特征在于，所述锂电池负极的制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的锂电池负极的制备方法，其特征在于，所述以锂金属作为负极材料的负极为铜锂复合带。

3.根据权利要求1所述的锂电池负极的制备方法，其特征在于，所述以氯等离子体处理所述预制锂材中金属锂的表面，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的锂电池负极的制备方法，其特征在于，所述预定气压为40～70pa；和/或，

5.一种锂电池负极，其特征在于，所述所述锂电池负极为权利要求1～4中任意一项所述的锂电池负极的制备方法制备得到的锂电池负极。

6.一种软包电池，其特征在于，所述软包电池包括权利要求5所述的锂电池负极。

7.一种软包电池的制备方法，其特征在于，所述软包电池的制备方法包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的软包电池的制备方法，其特征在于，所述提供锂电池正极，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的软包电池的制备方法，其特征在于，所述正极材料为磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、钴酸锂、锰酸锂、富锂固溶体中的至少一种；和/或，

10.根据权利要求7所述的软包电池的制备方法，其特征在于，所述锂电池正极的面密度为16～25mg/cm2；和/或，

技术总结
本申请涉及一种锂电池负极的制备方法，所述锂电池负极的制备方法包括如下步骤：提供预制锂材，所述预制锂材为包含并以锂金属作为负极材料的负极或负极前驱产品；以氯等离子体处理所述预制锂材中金属锂的表面，得到所述锂电池负极。本申请制备得到的锂电池负极的表面能够形成一层致密、均匀的氯化锂SEI膜。致密、均匀的氯化锂SEI膜不仅有助于Li<supgt;+</supgt;在充放电循环中快速、稳定的沉积与剥离，而且有效抑制枝晶生长，从而有效提升了锂金属负极的循环效率。

技术研发人员：赖成龙,张薇,陈东,皮智超,李宇航
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1