锂离子电池负极预锂化方法及锂离子电池技术

本发明专利技术属于锂离子电池领域，公开了一种锂离子电池负极预锂化的方法及锂离子电池。该方法为一种新型的提高电池容量方法，封口前使用锂源Li5FeO4对负极进行预化成，使负极提前生成SEI膜并预留少量锂在负极中，提高电池首次放电效率，从而提高容量。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池负极预锂化方法及锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池负极预锂化的方法及锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度高、环保、无记忆效应等特点，已广泛应用于各个行业，但各个领域对电池容量要求越来越高，特别是便携式机器中；锂离子电池因首次充电需要在负极表面生成一层SEI膜，导致正极中一部分锂元素嵌入到负极后形成锂的化合物，此过程不可逆，导致一部分容量不可逆损失。
技术实现思路
本专利技术提供一种锂离子电池负极预锂化的方法，该方法包括：在锂离子电池封口前，使用锂源Li5FeO4对负极进行预锂化成分容，使负极提前生成SEI膜。根据本专利技术的技术方案，该方法具体包括步骤：(1)向正极原料中加入Li5FeO4，涂敷到铝箔上，烘烤，得到正极片；(2)将上述正极片与负极片、隔膜卷绕入壳，注入电解液，预充电，利用Li5FeO4对负极进行预锂化成分容，Li5FeO4化成时释放出Li+和氧气，Li+使负极提前生成SEI膜并预留少量锂在负极中，待氧气排出后，对电池进行封口。其中，上述锂离子电池负极预锂化的方法中，所述正极原料包括正极活性物质、Li5FeO4、导电石墨、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、聚偏氟乙烯(PVDF)。优选地，所述正极活性物质、Li5FeO4、导电石墨、NMP和PVDF的重量比为(95～100):(0.5～2.5):(50～65):(3～7)，例如重量比为(97～99.5):(0.5～2.0):(55～65):(4～6)。优选地，所述正极活性物质可以选自钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂中的至少一种，优选为钴酸锂。其中，上述锂离子电池负极预锂化的方法中，所述电解液为六氟磷酸锂电解液。其中，上述锂离子电池负极预锂化的方法中，所述负极片为石墨。其中，上述锂离子电池负极预锂化的方法中，所述预充电的操作为：0.01～0.03c预充电4～6小时，例如0.02c预充电5小时。其中，Li5FeO4为一种富锂化材料，其克容量高达700mAh/g，化成时每个分子可以释放出四个Li+，方程式如下：Li5FeO4→4Li++4e–+LiFeO2+O2，由于在反应中生成的O2会随着除气被排出电池，因此对于锂离子电池而言、上述反应并不像正极脱锂一样是可逆的；且由于反应会产生氧气，在密封的电池中，造成内部气压大而漏液，而本专利技术则在采用此材料的同时，将制作工艺进行了调整，在封口前，电池进行预充电，使氧气在未封口前排出，不影响电池后期性能。进一步地，本专利技术还提供一种锂离子电池，该电池由上述负极预锂化的方法制备得到。本专利技术的有益效果：采用本专利技术负极预锂化的方法制备得到的锂离子电池，电池首次放电效率有所提升，且电池容量明显提升，并且使用过程中不会出现漏液情况。具体实施方式下文将结合具体实施例对本专利技术的技术方案做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性地说明和解释本专利技术，而不应被解释为对本专利技术保护范围的限制。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均涵盖在本专利技术旨在保护的范围内。除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。实施例1取正极原材料按以下重量比例进行混合、搅拌均匀，钴酸锂:Li5FeO4:导电石墨:NMP:PVDF＝99.5:0.5:5:60:5；涂敷到铝箔上，烘烤，裁切，得新型正极片；将以上正极片与石墨负极片、隔膜卷绕入壳，注入六氟磷酸锂电解液，0.02c预充电5小时，封口，化成分容；制成186502600mAh锂离子电池。实施例2取正极原材料按以下重量比例进行混合、搅拌均匀，钴酸锂:Li5FeO4:导电石墨:NMP:PVDF＝99.0:1.0:5:60:5；涂敷到铝箔上，烘烤，裁切，得新型正极片；将以上正极片与石墨负极片、隔膜卷绕入壳，注入六氟磷酸锂电解液，0.02c预充电5小时，封口，化成分容；制成186502600mAh电池。实施例3取正极原材料按以下重量比例进行混合、搅拌均匀，钴酸锂:Li5FeO4:导电石墨:NMP:PVDF＝98.5:1.5:5:60:5；涂敷到铝箔上，烘烤，裁切，得新型正极片；将以上正极片与石墨负极片、隔膜卷绕入壳，注入六氟磷酸锂电解液，0.02c预充电5小时，封口，化成分容；制成186502600mAh电池。实施例4取正极原材料按以下重量比例进行混合、搅拌均匀，钴酸锂:Li5FeO4:导电石墨:NMP:PVDF＝98.0:2.0:5:60:5；涂敷到铝箔上，烘烤，裁切；得新型正极片；将以上正极片与石墨负极片、隔膜卷绕入壳，注入六氟磷酸锂电解液，0.02c预充电5小时，封口，化成分容；制成186502600mAh电池。对比例1取正极原材料按以下重量比例进行混合、搅拌均匀，钴酸锂:导电石墨:NMP:PVDF＝100:5:60:5；涂敷到铝箔上，烘烤，裁切，得新型正极片；将以上正极片与石墨负极片、隔膜卷绕入壳，注入六氟磷酸锂电解液，0.02c预充电5小时，封口，化成分容；制成186502600mAh电池。对比例2取正极原材料按以下重量比例进行混合、搅拌均匀，钴酸锂:Li5FeO4:导电石墨:NMP:PVDF＝99.5:0.5:5:60:5；涂敷到铝箔上，烘烤，裁切，得新型正极片；将以上正极片与石墨负极片、隔膜卷绕入壳，注入六氟磷酸锂电解液，不预充电，封口，化成分容；制成186502600mAh电池。测试例对实施例1-4和对比例1-2得到的锂离子电池进行以下测试，测试方法：(1)测试电池0.5C容量；(2)将电池60度下，1C充电至4.2V，观察是否漏液。测试结果如表1所示。表1.测试结果从表1结果可以看出：加入富锂材料Li5FeO4，电池容量明显提升；富锂材料在1.36％比例(富锂材料占正极干料：钴酸锂+导电剂+PVDF+富锂材料的重量比例)时，容量最高；加富锂材料后，需要进行预充工艺，防止电池后期漏液现象。以上，对本专利技术的实施方式进行了说明。但是，本专利技术不限定于上述实施方式。凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.锂离子电池负极预锂化的方法，其特征在于，该方法包括：在锂离子电池封口前，使用锂源Li5FeO4对负极进行预锂化成分容，使负极提前生成SEI膜。

【技术特征摘要】
1.锂离子电池负极预锂化的方法，其特征在于，该方法包括：在锂离子电池封口前，使用锂源Li5FeO4对负极进行预锂化成分容，使负极提前生成SEI膜。2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极预锂化的方法，其特征在于，该方法具体包括步骤：(1)向正极原料中加入Li5FeO4，涂敷到铝箔上，烘烤，得到正极片；(2)将上述正极片与负极片、隔膜卷绕入壳，注入电解液，预充电，利用Li5FeO4对负极进行预锂化成分容，Li5FeO4化成时释放出Li+和氧气，Li+使负极提前生成SEI膜并预留少量锂在负极中，待氧气排出后，对电池进行封口。3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极预锂化的方法，其特征在于，所述正极原料包括正极活性物质、Li5FeO4、导电石墨、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、聚偏氟乙烯(PVDF)。4.根据权利要求1所述的锂离子电池负极预锂化的方法，其特征在于，所述正极活性物质为钴酸锂、三元材料、锰酸锂和...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢红波，陈振兵，蔡胜祥，
申请(专利权)人：湖南格兰博智能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43