一种负极的补锂方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种负极的补锂方法及其应用，包括以下步骤：S1、制作电池，对电池进行充电，使电池的负极析锂，以获得锂晶体；S2、剥离步骤S1中获得的锂晶体；S3、球磨步骤S2中得到的锂晶体，将其制成混合液，并涂覆于待补锂的负极的至少一表面；完成负极的补锂。相比于常规的锂粉补锂，本发明专利技术的补锂方法采用致密的颗粒状锂晶体进行补锂，不仅比表面积远小于锂粉，且颗粒与颗粒之间不容易团聚，由此解决了锂粉在前期混合过程中容易出现的团聚问题，另该锂晶体还具有粒径较大的优势，更容易将其分散均匀，进而解决了目前负极补锂技术存在浆料难以分散的问题。难以分散的问题。难以分散的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种负极的补锂方法及其应用


[0001]本专利技术涉及锂电池领域，具体涉及一种负极的补锂方法及其应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池因其工作电压高、比能量大、循环寿命长及无记忆效应等特点而被人们广泛应用。而目前锂离子电池已经普遍应用于3C数码消费类电子产品以及动力电池等领域。然而，随着锂离子电池的应用普及，消费者对锂离子电池的性能需求不断提升，石墨负极因其能量本身的限制已不能满足消费者的需求，因硅具有较高的能量密度而受到越来越多的关注，硅负极也有望成为有效提升锂离子电池能量密度的负极材料，然而硅的首先循环效率低，目前常用补锂技术来提升其性能。常用的补锂方法为锂粉、锂带或锂浆料的方式进行，其中锂粉和锂浆料方法仍存在浆料难以分散以及锂粉使用安全的问题。
[0003]有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于：提供一种负极的补锂方法，解决了目前的负极补锂技术存在浆料难以分散的问题，通过本专利技术提供的新型补锂方法有效解决了浆料在混合过程中容易出现团聚的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种负极的补锂方法，包括以下步骤：
[0007]S1、制作电池，对电池进行充电，使电池的负极析锂，以获得锂晶体；
[0008]S2、剥离步骤S1中获得的锂晶体；
[0009]S3、球磨步骤S2中得到的锂晶体，将其制成混合液，并涂覆于待补锂的负极的至少一表面；完成负极的补锂。
[0010]优选的，步骤S1中，获得的锂晶体的粒径为1μm～1cm。
[0011]优选的，步骤S1中，所述电池的负极包括负极集流体和涂覆于所述负极集流体至少一表面的导电碳层，所述锂晶体析出于所述导电碳层的表面。
[0012]优选的，步骤S2中，剥离的锂晶体掺杂有碳源。
[0013]优选的，步骤S3中，采用电解液溶剂与所述锂晶体混合，并制成混合液，稀释后涂覆于待补锂的负极的至少一表面。
[0014]优选的，步骤S3中，所述涂覆方法为喷涂或凹版印刷。
[0015]优选的，步骤S3中，所述电解液溶剂包括乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸乙酯、正丁酸乙酯和γ
‑
丁内酯中的至少一种。
[0016]优选的，步骤S3中，涂覆完成后，降温，使得所述电解液溶剂冷却成固体。
[0017]本专利技术的目的之二在于，提供一种电池的制造方法，包括上述任一项所述的负极的补锂方法。
[0018]本专利技术的目的之三在于，提供一种由上述所述的电池的制造方法制造的锂离子电
池，锂离子电池的负极活性材料为石墨材料或硅基材料。
[0019]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0020]1)本专利技术提供的补锂方法，以锂从电池中来回到电池中去为指导思想，由电池中来获取补锂来源，打破常规的补锂设计思路，将原本被电池所忌讳的锂晶体作为补锂来源，相比于常规的锂粉补锂，该制得的锂晶体为致密的颗粒状，不仅比表面积远小于锂粉，且颗粒与颗粒之间不容易团聚，由此解决了锂粉在前期混合过程中容易出现的团聚问题，另该锂晶体还具有粒径较大的优势，更容易将其分散均匀，进而解决了目前负极补锂技术存在浆料难以分散的问题。
[0021]2)此外，本专利技术提供的补锂方法，还采用电解液溶剂与锂晶体进行混合，电解液溶剂冷却固化后可对锂晶体形成一定的保护作用，避免锂晶体被氧化或与水反应，提升了电池的使用的安全性能。
附图说明
[0022]图1为本专利技术补锂方法的流程图。
[0023]图2为本专利技术得到的锂晶体的SEM图。
[0024]图3为本专利技术实施例1和对比例1的容量保持率曲线图。
[0025]图4为本专利技术实施例1和对比例1的放电曲线图。
具体实施方式
[0026]本专利技术第一方面提供一种负极的补锂方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0027]S1、制作电池，对电池进行充电，使电池的负极析锂，以获得锂晶体；
[0028]S2、剥离步骤S1中获得的锂晶体；
[0029]S3、球磨步骤S2中得到的锂晶体，将其制成混合液，并涂覆于待补锂的负极的至少一表面；完成负极的补锂。
[0030]进一步地，步骤S1中，获得的锂晶体的粒径为1μm～1cm。该锂晶体的粒径可通过析锂的方法进行调节，析锂的充电电流可以为0.01～3C，根据正负极活性材料的不同电压可以为2～5V，充电时间可为1min～12h。具体可以根据需要的补锂量来决定。而得到的锂晶体的粒径不做过多限定，当粒径过大时后续的球磨过程中将其磨小即可。
[0031]进一步地，步骤S1中，所述电池的负极包括负极集流体和涂覆于所述负极集流体至少一表面的导电碳层，所述锂晶体析出于所述导电碳层的表面。其中，该负极集流体可为铜箔，导电碳层可为一层导电碳或混有石墨的导电层。在负极表面采用含碳导电层的优点一方面在于其可以导电进而让锂晶体析出，另一方面在于其可以使得析出的锂晶体附着在碳表面上，后续剥离锂晶体时，碳与锂晶体一同剥离，更便于剥离，更有利于工业上的生产应用。
[0032]进一步地，步骤S2中，剥离的锂晶体掺杂有碳源。该碳源即为导电碳层上的碳。电池负极片上涂覆的活性物质层一般为石墨、软碳、硬碳、碳纤维、中间相碳微球、硅基材料等中的一种或几种。其中，所述石墨可选自人造石墨、天然石墨以及改性石墨中的一种或几种；而硅基材料中一般也会掺杂有石墨等碳源物质。被剥离的锂晶体中即使掺杂有碳源也不会影响补锂效果，碳源也是属于负极常用活性物质，且掺杂的碳源也有助于保护活性锂
晶体，提升电池的安全性能。
[0033]进一步地，步骤S3中，采用电解液溶剂与所述锂晶体混合，并制成混合液，稀释后涂覆于待补锂的负极的至少一表面。采用电解液溶剂作为溶剂混合、稀释锂晶体以制成混合液，电解液溶剂与锂晶体混合在一起可以起到保护锂晶体的作用，电解液溶剂可迅速降温变成固体，冻住覆盖在锂晶体表面，或者与锂晶体混合一同冻住，以起到保护锂晶体的作用，避免其与空气接触，提升补锂环境和电池的安全性能。其中，稀释的浓度可根据补锂的含量进行调整，这里不做过多限定。
[0034]进一步地，步骤S3中，所述涂覆方法为喷涂或凹版印刷。具体的方法可参见现有的负极补锂涂覆工艺，这里不再过多赘述。
[0035]进一步地，步骤S3中，所述电解液溶剂包括乙烯碳酸酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、乙酸乙酯(EA)、正丁酸乙酯(EB)和γ
‑
丁内酯(GBL)中的至少一种。进一步优选的，所述电解液溶剂为乙烯碳酸酯(EC)或丙烯碳酸酯(PC)。更进一步优选的，所述电解液溶剂为乙烯碳酸酯(EC)。
[0036]进一步地，步骤S3中，涂覆完成后，降温，使得所述电解液溶剂冷却成固体。其中，碳酸乙烯酯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极的补锂方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制作电池，对电池进行充电，使电池的负极析锂，以获得锂晶体；S2、剥离步骤S1中获得的锂晶体；S3、球磨步骤S2中得到的锂晶体，将其制成混合液，并涂覆于待补锂的负极的至少一表面；完成负极的补锂。2.根据权利要求1所述的负极的补锂方法，其特征在于，步骤S1中，获得的锂晶体的粒径为1μm～1cm。3.根据权利要求1所述的负极的补锂方法，其特征在于，步骤S1中，所述电池的负极包括负极集流体和涂覆于所述负极集流体至少一表面的导电碳层，所述锂晶体析出于所述导电碳层的表面。4.根据权利要求1或3所述的负极的补锂方法，其特征在于，步骤S2中，剥离的锂晶体掺杂有碳源。5.根据权利要求1所述的负极的补锂方法，其特征在于，步骤S3中，采用电解液溶剂与所述锂晶体混...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘良海，
申请(专利权)人：湖南立方新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：