金属锂带的制备方法及采用该方法制备的金属锂带的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于锂金属技术领域，特别涉及一种金属锂带的制备方法。
【背景技术】
[0002] 由于锂电池具有能量密度高等特点，进入21世纪之后，其在储能器件中扮演着越 来越重要的角色。而随着使用这些锂电池的便携式电子设备微型化和长待机化的不断发 展，这些设备对锂电池的能量密度提出了越来越高的要求。因此，如何提高锂电池的能量密 度，便成为了广大锂电池研宄领域研宄者最为重点的研宄方向。
[0003] 锂电池包括金属锂负极电池和锂离子电池。
[0004] 对于锂离子电池而言，由于电极材料的原因，在首次充电过程中均会形成固体电 解质膜（SEI膜），从而消耗一部分来自正极材料中的锂离子，最终导致电芯的首次库伦效 率低于100%。例如石墨材料的首次库伦效率在90%左右，而合金阳极首次效率更低，以硅 阳极材料为例，其首次库伦效率之间65%~85%之间。为了较大幅度的提高电芯的能量密 度，就有必要提高电芯的首次库伦效率。在这方面，国内外专家均展开了广范的研宄，并取 得了一些成果：公开号为CN1290209C的中国专利申请提到将锂金属、阳极材料和非水液体 混合形成浆料，将浆料涂覆到集流体上，然后干燥浆液；该方法虽然能够起到补锂作用，最 终实现提高电芯的首次库伦效率的目的，但是整个电芯的生产工艺必须在干燥室内完成， 同时金属锂与阳极材料共混难度大，因此生产成本较高。申请号为JP1996027910的日本专 利申请采用将金属锂片覆盖在阳极片表面，然后卷绕制成电池，再灌注电解液的方法制备 锂离子电池，使用该方法补锂时，由于补锂量需求较低，需要使用厚度非常小的金属锂带。
[0005] 而对于金属锂电池而言，由于正极材料涂敷厚度及活性材料比容量的限制，其真 实需要的与其匹配的金属锂的厚度同样较小，降低现有锂电池金属锂片的厚度，同样可以 显著的提高电池的能量密度。但现有技术难以生成出厚度较小的金属锂带。
[0006] 有鉴于此，确有必要开发一种新的方法，用以制备厚度较小，同时又能大批量稳定 生产金属锂带，从而用于储能器件补锂或金属锂电池负极。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种金属锂带的制备方法： 首先选择基材，然后用润滑剂对基材进行处理，再将锂源布置于两层处理后的基材之间辊 压得到复合锂带，通过选择使用辊压辊的半径配比，以及辊压过程中两对辊辊速的调节，从 而使得锂带与两层基材之间粘接力不同，最后将复合锂带中与锂层粘接力较小的基材剥 离，得到单面自支撑的金属锂带。该方法制备金属锂带方法简便，制备出来的锂带厚度均匀 性好。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] 一种金属锂带的制备方法，主要包括如下步骤：
[0010] 步骤1，基材处理：将润滑剂A均匀布置于厚度为ha的基材A上得到处理后的基材 A待用；将润滑剂B均匀布置于厚度为hb的基材B上得到处理后的基材B待用；
[0011] 步骤2,锂带预成型：将金属锂源布置于步骤1所述处理后的基材A和处理后的基 材B之间，之后采用对辊进行辊压即得到预成型锂带，所述对辊包括a辊和b棍，所述a辊 和所述b辊的半径分别为^和r b，辊压时a辊和b辊的表面辊压线的速度分别为Va、Vb，辊 压时a辊和b辊之间的间隙为小于或等于h a+hb+100um;
[0012] 步骤3,成品锂带制备：去除步骤2得到的预成型锂带上的基材A或/和基材B，即 得到厚度不超过IOOum的成品金属锂带。
[0013] 作为本发明金属锂带的制备方法的一种改进，步骤1所述的基材A为金属箔材、聚 合物箔材或复合箔材；所述的基材B为金属箔材、聚合物箔材或复合箔材。
[0014] 作为本发明金属锂带的制备方法的一种改进，步骤1所述的基材A为铜箔、铝箔、 无锈钢箔、铝塑膜、尼龙膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯膜或聚酯膜，且h/J、于或等于 5mm;所述的基材B为铜箔、错箔、无锈钢箔、错塑膜、尼龙膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯 膜或聚醋膜，且h/J、于或等于5mm。
[0015] 作为本发明金属锂带的制备方法的一种改进，步骤1所述的润滑剂A为固体润滑 剂或/和液体润滑剂；所述的润滑剂B为固体润滑剂或/和液体润滑剂。
[0016] 作为本发明金属锂带的制备方法的一种改进，步骤1所述的润滑剂A为石墨、二硫 化钼、氧化物、氟化物、软金属、矿物油、合成油和动植物油中的至少一种；所述的润滑剂B 为石墨、二硫化钼、氧化物、氟化物、软金属、矿物油、合成油和动植物油中的至少一种。
[0017] 作为本发明金属锂带的制备方法的一种改进，步骤2所述匕与1^的关系以及乂3与 Vb的关系为：r r b或/和V V b。
[0018] 作为本发明金属锂带的制备方法的一种改进，步骤2所述^与Vb的关系为：
[0019] 作为本发明金属锂带的制备方法的一种改进，步骤2所述预成型后的金属锂带 中，锂金属层与基材A和基材B的粘接力不同。
[0020] 作为本发明金属锂带的制备方法的一种改进，步骤2所述锂源为金属锂带、金属 锂丝和金属锂粉中的至少一种。
[0021] 本发明还包括一种使用上述方法制备得到的金属锂带。
[0022] 本发明的有益效果在于：与传统的金属锂带制备方法不同，本发明的金属锂带制 备方法具有明显优势：
[0023] 首先，通过调节对辊辊径比以及辊压过程中两辊辊速比，可以制备得到厚度均匀 性良好的金属锂带；同时使得金属锂层与两侧基材之间粘接力不同，便于后期将基材逐层 从锂带上揭掉。
[0024] 其次，本发明在金属层与基材之间引入了润滑层，该润滑剂能够极大的降低锂带 与基材之间的粘接力，便于将基材从锂带上剥离下来，从而得到独立支撑的厚度小的金属 锂带。
[0025] 最后，该方法制备金属锂带，工艺简单，便于工业化生产。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合【具体实施方式】对本发明及其有益效果进行详细说明，但本发明的实施方 式不限于此。
[0027] 比较例1
[0028] 选择两片厚度均为0.1 mm的PET聚酯薄膜为基材，之后以金属锂粉为锂源，置于两 层基材之间，用辊压机滚压，所选择的辊压机辊半径均为400mm，滚压过程中，两棍辊速均为 lm/s，控制两辊之间的间隙为0. 203mm，之后得到金属锂均匀分布于两薄膜之间的复合金属 锂带。
[0029] 实施例1
[0030] 基材处理：选择两片厚度均为0.1 mm的PET聚酯薄膜为基材，之后分别在两片基材 的各一个表面上涂敷一层硅油，得到预处理后的基材；
[0031] 锂片制备：以金属锂粉为锂源，置于上述预处理后的两片基材之间，且处理层与锂 处于同一侧；用对辊（a辊和b辊）对其进行滚压，a辊和b辊的辊半径均为400mm，滚压过 程中，a辊和b辊的辊速均为lm/s，控制两辊之间的间隙为0. 203mm，之后得到金属锂均匀 分布于两薄膜之间的复合金属锂带。
[0032] 实施例2
[0033] 与实施例1的不同之处在于：滚压时所使用的a辊和b辊的半径分别为400mm和 600mm〇
[0034] 其余与实施例1相同，不再赘述。
[0035] 实施例3
[0036] 与实施例1的不同之处在于：滚压时所使用的a辊和b辊的半径分别为200mm和 400mm〇
[0037] 其余与实施例1相同，不再赘述。
[0038] 实施例4，
[0039] 与实施例1的不同之处在于：滚压时所使用的a辊和b辊的半径分别为200mm和 800mm ;
[0040] 其余与实施例1相同，不再赘述。
[0041] 实施例5
[0042] 与实施例1的不同之处在于：滚压过程中a棍和b棍的棍速分别为lm/s和4m/s。
[0043] 其余与实施例1相同，不再赘述。
[0044] 实施例6
[0045] 与实施例1的不同之处在于：滚压过程中a棍和b棍的棍速分别为lm/s和8m/s。
[0046] 其余与实施例1相同，不再赘述。
[0047] 实施例7
[0048] 与实施例1的不同之处在于：滚压过程中a辊和b辊的辊速分别为lm/s和20m/ So
[0049] 其余与