一种隔膜的补锂方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种隔膜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，将其与有机溶剂、粘结剂混合制成混合液，并涂覆于待补锂的隔膜的至少一表面，完成隔膜的补锂。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，进而解决了目前补锂技术存在浆料难以分散的问题。补锂技术存在浆料难以分散的问题。补锂技术存在浆料难以分散的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种隔膜的补锂方法及其应用


[0001]本专利技术涉及二次电池领域，具体涉及一种隔膜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。常用的负极补锂方法为锂粉、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：针对目前负极补锂方法的不足，提供一种隔膜的补锂方法，新的补锂方法不仅解决了锂粉等难以分散的问题，且提升了锂粉的使用安全问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种隔膜的补锂方法，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，将其与有机溶剂、粘结剂混合制成混合液，并涂覆于待补锂的隔膜的至少一表面，完成隔膜的补锂。
[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，所述有机溶剂为电解液溶剂，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；所述粘结剂为丙烯酸酯或聚偏氟乙烯。
[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，涂覆完成后，降温，使得所述电解液溶剂冷却成固体。
[0016]本专利技术的目的之二在于，提供一种隔膜的制备方法，包括上述任一项所述的隔膜的补锂方法。
[0017]本专利技术的目的之三在于，提供一种隔膜，由上述所述的隔膜的制备方法得到的隔膜。
[0018]本专利技术的目的之四在于，提供一种二次电池，包括正极极片、负极极片和间隔于所
述正极极片和所述负极极片之间的隔膜，所述隔膜为上述所述的隔膜。
[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，本专利技术提供的隔膜补锂方法，还将锂晶体与电解液溶剂、粘结剂和碳源进行混合，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为本专利技术补锂后的隔膜的结构示意图。
[0025]图中：1
‑
隔膜；2
‑
锂晶体；3
‑
有机溶剂；4
‑
粘结剂；5
‑
碳源。
具体实施方式
[0026]本专利技术第一方面提供一种隔膜1的补锂方法，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2；
[0028]S2、剥离步骤S1中获得的锂晶体2；
[0029]S3、球磨步骤S2中得到的锂晶体2，将其与有机溶剂3、粘结剂4混合制成混合液，并涂覆于待补锂的隔膜1的至少一表面，完成隔膜1的补锂。
[0030]本专利技术的补锂方法对隔膜1进行补锂，相比对负极而言，隔膜1上的补锂量可更加均匀，且因有有机溶剂3的保护，锂更不容易被氧化，补锂量也可以得到有效控制，补锂厚度可低于3μm(常规的锂带补锂最低只能到3μm)。此外，对隔膜1进行补锂，现有设备变更较小，工艺更加简单方便，可有效降低企业的生产成本。
[0031]其中，待补锂的隔膜1可只为基材层，基材层为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜，基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的至少一种。具体的，可选用聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布或聚丙烯
‑
聚乙烯
‑
聚丙烯多孔复合膜。
[0032]在基材层的至少一表面还可涂覆有陶瓷层；陶瓷层包括无机颗粒和粘结剂4，无机颗粒选自氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡(SnO2)、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙或硫酸钡中的至少一种。该陶瓷层可提升隔离膜的耐热性能、抗氧化性能和电解质浸润性能，增强隔离膜与正负极之间的粘接性。
[0033]而补充的锂可以是涂覆于基材层的表面，也可以是涂覆于陶瓷层的表面。
[0034]进一步地，步骤S1中，获得的锂晶体2的粒径为1μm～1cm。该锂晶体2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2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。
[0035]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2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2析出，另一方面在于其可以使得析出的锂晶体2附着在碳表面上，后续剥离锂晶体2时，碳与锂晶体2一同剥离，更便于剥离，更有利于工业上的生产应用。
[0036]进一步地，步骤S2中，剥离的锂晶体2掺杂有碳源5。该碳源5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，所述石墨可选自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔膜的补锂方法，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，将其与有机溶剂、粘结剂混合制成混合液，并涂覆于待补锂的隔膜的至少一表面，完成隔膜的补锂。2.根据权利要求1所述的隔膜的补锂方法，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所述的隔膜的补锂方法，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所述的隔膜的补锂方法，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所述的隔膜的补锂方法，其特征在于，步骤S3中，所述有机溶剂为...

【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：