带有补锂涂层的锂电池铝箔及其锂电池正极片和锂电池制造技术

本发明专利技术公开的带有补锂涂层的锂电池铝箔包括铝箔基材和涂覆在铝箔基材表面的补锂涂层，所述补锂涂层由混合浆料固化而成，所述混合浆料包括含锂化合物、导电剂、粘接剂和溶剂，所述锂化合物、导电剂和粘接剂的质量百分比为：所述含锂化合物包括层状富锂材料xLi2MnO3·(1‑x)LiMO2(M=Ni，Co，Mn，0

Aluminum foil of lithium battery with lithium supplement coating and its cathode plate and lithium battery

The lithium battery aluminium foil with a lithium supplement coating disclosed by the invention comprises an aluminium foil base material and a lithium supplement coating coated on the surface of the aluminium foil base material. The lithium supplement coating is solidified by a mixed slurry comprising lithium-containing compounds, conductive agents, adhesives and solvents. The mass percentage of the lithium-containing compounds, conductive agents and adhesives is as follows: the lithium-containing compounds include layered lithium-rich compounds. Material xLi2MnO3 /(1 x) LiMO2 (M = Ni, Co, Mn, 0)

【技术实现步骤摘要】
带有补锂涂层的锂电池铝箔及其锂电池正极片和锂电池
本专利技术涉及锂离子电池
，具体为一种带有补锂涂层的锂电池铝箔及其锂电池正极片和锂电池。
技术介绍
锂离子电池由于具有高电压、高能量密度和长循环寿命的优势，成为应用范围最广的二次电池之一。但随着便携式电子设备微型化、长时间待机的不断发展，以及电动自行车、电动汽车等大功率、高能量设备的启用，都对作为储能电源的锂离子电池的能量密度提出了越来越高的要求。在电池的首次充电过程中，由于负极片表面形成的固体电解质膜(SEI膜)会消耗部分从正极片迁移过来的Li+，由此造成正极材料中Li+的损失，从而降低了电池的容量，造成电池首次效率的降低。特别是当负极片中的活性物质为合金材料(如硅合金和锡合金等)时表现得尤为明显，所以为了提高电池的首次效率，补锂技术的应用显得尤为迫切。目前最为常见的补锂技术分为负极补锂和正极补锂，其中负极补锂技术主要采用锂粉和锂箔等工艺，补充负极在首次充电过程中不可逆容量损失。该方法工艺条件严苛，投资大，并且金属锂的使用造成较大的安全风险。一种是将锂金属、负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，辊压后灌注电解液，使锂粉扩散进入活性材料内部。该方法虽然能够提高首次效率，但由于金属锂反应活性较高，整个操作环境需要在无水的干燥环境中进行，而且要严格控制温度，导致工序复杂。此外，由于锂粉较轻，在浆料中很容易上浮，造成添加的困难。一种是通过添加有机锂，虽然该方法能达到补锂效果，提高首次效率的目的，但是有机锂的溶剂为正己烷溶液、叔丁基锂的正己烷溶液和苯基锂，溶液有毒，并且操作需要在惰性保护气体中操作，增加了成本和操作难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供带有补锂涂层的锂电池铝箔及其锂电池正极片和锂电池，以解决采用锂粉和锂箔存在工艺条件严苛，投资大，存在较大风险的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供带有补锂涂层的锂电池铝箔，包括铝箔基材和涂覆在铝箔基材表面的补锂涂层，所述补锂涂层由混合浆料固化而成，所述混合浆料包括含锂化合物、导电剂、粘接剂和溶剂，所述锂化合物、导电剂和粘接剂的质量百分比为：：，所述含锂化合物包括层状富锂材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M＝Ni，Co，Mn，0<x<1)、富锂材料Li1.17Ni0.25Mn0.58O2、富锂反萤石结构的Li5FeO4中的一种或者两种以上的混合物。优选地，所述层状富锂材料的粒径小于100nm。优选地，所述导电剂为导电石墨、乙炔黑、碳纳米管、纳米粉、石墨烯中的一种或者两种以上的混合物。优选地，所述粘接剂为聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-全氟丙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的一种或两种及两种以上的混合物。优选地，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、高纯度去离子水中的一种或两种的混合物。优选地，所述补锂涂层的单面厚度为1～10μm，双面厚度为2～20μm。优选地，所述铝箔基材的厚度为8μm～30μm，宽度为20～2000mm，抗拉强度大于150MPa，延伸率大于1.5％。另外，本专利技术还提供了一种锂电池正极片，包括：正极集流体和涂覆在正极集流体的表面的正极活性材料，所述正极集流体为上述带有补锂涂层的锂电池铝箔。另外，本专利技术还提供了一种锂电池，包括：正极极片、负极极片、设置在正极极片和负极极片之间的隔膜、以及电解液，所述正极极片为上述锂电池正极片。另外，本专利技术还提供了上述带有补锂涂层的锂电池铝箔的制备方法，包括以下步骤：步骤一、制备混合浆料：将含锂化合物、导电剂和粘接剂加入溶剂中，搅拌均匀，得到均匀的混合浆料；步骤二、把混合浆料涂覆在铝箔基材的表面；步骤三、烘干，混合浆料固化；步骤四、按照2.0～4.0g/cm3的压实密度进行辊压，得到带有补锂涂层的锂电池铝箔。与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果为：本专利技术的锂电池铝箔通过在铝箔基材表面涂覆补锂涂层，锂化合物在电池首次充电的过程中能够提供额外的Li，弥补负极首次嵌锂过程中损失的Li，在完全脱锂后的锂化合物就转化为完全活性的锂化合物，因此对于正极电极的成分完全没有影响，锂化合物可以看作是临时存储了多余Li的正极材料，更加充分地发挥活性物质的性能，提高锂电池首次效率，增加提高锂电池能量密度，显著改善锂电池的循环性能，提高锂电池的安全性能，提高生产效率，降低电池的制造成本。附图说明图1为带有补锂涂层的锂电池铝箔的结构示意图。图2为锂电池正极片的结构示意图。图3为锂电池的结构示意图。附图标注：1-铝箔基材、2-补锂涂层、3-正极集流体、4-正极活性材料、5-正极极片、6-负极极片、7-隔膜、8-电解液。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本专利技术进一步说明。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本专利技术实施方式及本专利技术范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。如图1所示，一种带有补锂涂层的锂电池铝箔，包括铝箔基材(1)和涂覆在铝箔基材(1)表面的补锂涂层(2)，补锂涂层(2)含有能够脱嵌出锂离子的含锂化合物。补锂涂层(2)由混合浆料固化而成，混合浆料包括含锂化合物、导电剂、粘接剂和溶剂，锂化合物、导电剂和粘接剂的质量百分比为(90％～98％)：(1％～5％)：(1％～5％)。补锂涂层(2)的单面厚度为1～10μm，双面厚度为2～20μm。铝箔基材(1)的厚度为8μm～30μm，宽度为20～2000mm，抗拉强度大于150MPa，延伸率大于1.5％。含锂化合物包括层状富锂材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M＝Ni，Co，Mn，0<x<1)、富锂材料Li1.17Ni0.25Mn0.58O2、富锂反萤石结构的Li5FeO4中的一种或者两种以上的混合物。层状富锂材料的粒径小于100nm。导电剂为导电石墨、乙炔黑、碳纳米管、纳米粉、石墨烯中的一种或者两种以上的混合物。粘接剂为聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-全氟丙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的一种或两种及两种以上的混合物。溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、高纯度去离子水中的一种或两种的混合物。上述带有补锂涂层的锂电池铝箔的制备方法包括以下步骤：步骤一、制备混合浆料：将含锂化合物、导电剂和粘接剂加入溶剂中，搅拌均匀，得到均匀的混合浆料；步骤二、把混合浆料涂覆在铝箔基材(1)的表面；步骤三、烘干，混合浆料固化；步骤四、按照2.0～4.0g/cm3的压实密度进行辊压，得到带有补锂涂层(2)的锂电池铝箔。另外，本专利技术还提供了一种锂电池正极片，如图2所示，包括正极集流体(3)和涂覆在正极集流体(3)的表面的正极活性材料(4)，正极集流体(3)为上述带有补锂涂层的锂电池铝箔。另外，本专利技术还提供了一种锂电池，如图3所示，包括正极极片(5)、负极极片(6)、设置在正极极片(5)和负极极片(6)之间的隔膜(7)、以及电解液(8)，正极极片(5)为上述锂电池正极片。实施例一将粒径为30nm的层状富锂材料xLi2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有补锂涂层的锂电池铝箔，其特征在于：包括铝箔基材（1）和涂覆在铝箔基材（1）表面的补锂涂层（2），所述补锂涂层（2）由混合浆料固化而成，所述混合浆料包括含锂化合物、导电剂、粘接剂和溶剂，所述锂化合物、导电剂和粘接剂的质量百分比为（90%～98%）：（1%～5%）：（1%～5%），所述含锂化合物包括层状富锂材料xLi2MnO3•(1‑x)LiMO2(M=Ni，Co，Mn，0<x<1)、富锂材料Li1.17Ni0.25Mn0.58O2、富锂反萤石结构的Li5FeO4中的一种或者两种以上的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种带有补锂涂层的锂电池铝箔，其特征在于：包括铝箔基材（1）和涂覆在铝箔基材（1）表面的补锂涂层（2），所述补锂涂层（2）由混合浆料固化而成，所述混合浆料包括含锂化合物、导电剂、粘接剂和溶剂，所述锂化合物、导电剂和粘接剂的质量百分比为（90%～98%）：（1%～5%）：（1%～5%），所述含锂化合物包括层状富锂材料xLi2MnO3•(1-x)LiMO2(M=Ni，Co，Mn，0<x<1)、富锂材料Li1.17Ni0.25Mn0.58O2、富锂反萤石结构的Li5FeO4中的一种或者两种以上的混合物。2.根据权利要求1所述的带有补锂涂层的锂电池铝箔，其特征在于：所述层状富锂材料的粒径小于100nm。3.根据权利要求1所述的带有补锂涂层的锂电池铝箔，其特征在于：所述导电剂为导电石墨、乙炔黑、碳纳米管、纳米粉、石墨烯中的一种或者两种以上的混合物。4.根据权利要求1所述的带有补锂涂层的锂电池铝箔，其特征在于：所述粘接剂为聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-全氟丙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的一种或两种及两种以上的混合物。5.根据权利要求1所述的带有补锂涂层的锂电池铝箔，其特征在于：所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、高纯度去离子水中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖见，杜洪彦，陈星宇，桂怀龙，
申请(专利权)人：遵化市清吉电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13