电池极片的SEI膜制备及补锂方法、及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电池极片的SEI膜制备及补锂方法、及其系统。本发明专利技术中，一种电池极片的SEI膜制备及补锂方法包括如下步骤：将锂金属块浸入电解液中；将极片浸入电解液中；将极片和锂金属块接入电源通电；向电解液中通入反应气体，且反应气体流向极片，让极片上形成SEI膜且让锂离子嵌入极片中。与现有技术相比，实现高效生产，在提高电池能量密度的同时，电池的性能也大大提升。性能也大大提升。性能也大大提升。

SEI film preparation and lithium supplement method and system of battery electrode

【技术实现步骤摘要】
电池极片的SEI膜制备及补锂方法、及其系统


[0001]本专利技术实施例涉及电池领域，特别涉及一种电池极片的SEI膜制备及补锂方法、及其系统。

技术介绍

[0002]随着人们对移动终端以及新能源汽车的需求越来越大，对续航的要求也越来越高，这就要求配套的电池能量密度需要大大提升。然而，在负极为石墨体系的情况下，负极比容量逐渐达到瓶颈，导致能量密度提升较为困难。近些年来，为显著提升电池能量密度，“掺硅补锂”成了各家锂电企业的重大也是必经开发路线，即使用更高比容量的硅负极材料体系作为负极活性材料，以及在电池或材料中进行额外补锂。然而由于电池在首次充电时，负极由于形成SEI膜，需要消耗正极脱出的活性锂，会产生大量锂损失，尤其较低首效的硅基材料的加入，会导致更多的首次充电锂损失，导致电池能量密度降低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种电池极片的SEI膜制备及补锂方法、及其系统，实现高效生产，在提高电池能量密度的同时，电池的性能也大大提升。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种电池极片的SEI膜制备及补锂方法，包括如下步骤：
[0005]将锂金属块浸入所述电解液中；
[0006]将极片浸入所述电解液中；
[0007]将所述极片和所述锂金属块接入电源通电；
[0008]向所述电解液中通入反应气体，且所述反应气体流向所述极片，让所述极片上形成SEI膜且让锂离子嵌入所述极片中。
[0009]在一实施例中，浸入所述电解液中的极片与所述锂金属块平行，且浸入所述电解液中的极片位于所述锂金属块的上方。
[0010]在一实施例中，浸入所述电解液中的极片与水平面倾斜，倾斜角度大于0
°
且小于90
°
。
[0011]在一实施例中，所述反应气体的通入方向正对浸入在所述电解液中的极片的下表面，且位于浸入在所述电解液中的极片较低的一侧。
[0012]在一实施例中，电池极片的SEI膜制备及补锂方法还包括如下步骤：对浸入在所述电解液中的极片发射射线。
[0013]在一实施例中，所述射线朝向浸入在所述电解液中的极片的下表面发射。
[0014]在一实施例中，所述反应气体包括CO2、CO、SO2、SO3、NO、NO2、O2、HF的一种或多种。
[0015]本专利技术的实施方式还提供了一种用于电池极片的SEI膜制备及补锂系统，包括：
[0016]可封闭的仓体，所述仓体内具有用于容纳电解液和极片的容纳室，所述容纳室的顶部为开口区，所述容纳室的至少一侧壁与所述仓体的至少一仓壁相隔开形成与所述开口
区相连通的气流通道；且所述容纳室内可操作地被通入反应气体；所述仓体上具有用于极片进入的进口和极片出去的出口；以及，
[0017]气体循环装置，所述气体循环装置设置在形成所述气流通道的所述容纳室的侧壁上，用于将从所述开口区排出的反应气体通过所述气流通道抽入所述容纳室中；
[0018]射线发射装置，设置在所述仓体上，所述射线发射装置用于向所述容纳室内发射射线；以及，
[0019]输送装置，包括：用于放开所述极片的放卷件和用于卷绕收回在所述容纳室内反应后极片的收卷件。
[0020]在一实施例中，所述气体循环装置具有出气口，所述出气口朝向所述开口区，且与水平面平行。
[0021]在一实施例中，所述容纳室中设置有用于传送所述极片的第一传送轴和第二传送轴，且所述第一传送轴高于所述第二传送轴，所述第一传送轴比所述第二传送轴靠近所述放卷件。
[0022]在一实施例中，用于电池极片的SEI膜制备及补锂系统还包括：设置在所述仓体外的烘干装置和清洗装置，且所述烘干装置位于所述清洗装置和所述收卷件之间，所述清洗装置位于所述烘干装置和所述第二传送轴之间。
[0023]在一实施例中，用于电池极片的SEI膜制备及补锂系统还包括：用于向所述容纳室内输送反应气体的吹气装置，且所述吹气装置的吹气口朝向所述开口区并与水平面平行；所述吹气口靠近形成所述气流通道的所述容纳室的侧壁。
[0024]本专利技术实施方式相对于现有技术而言，该电化学补锂法可实现极片均匀预补锂，补锂量可通过充电制度来设定，可满足不同材料体系的补锂需求，大大提高电池能量密度。且反应气体也是十分有效地SEI膜成膜添加剂，改善SEI成分，有利于电池性能提升。通过该方法制备的电芯由于形成了质量较好的SEI膜以及对活性材料提前预锂化激活，电芯的内阻较低，循环容量衰减速率较慢，电池性能有明显改善。
附图说明
[0025]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0026]图1是根据本专利技术第一实施例中电池极片的SEI膜制备及补锂方法的流程图；
[0027]图2是根据本专利技术第二实施例中用于电池极片的SEI膜制备及补锂系统的结构示意图。
[0028]其中，1、仓体；2、气体循环装置；21、出气口；3、射线发射装置；5、容纳室；50、开口区；10、气流通道；41、放卷件；42、收卷件；43、第一传送轴；44、第二传送轴；6、烘干装置；7、清洗装置；8、吹气装置；11、弹簧；12、密封件；91、极片；92、锂金属块
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方
式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
[0030]在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
[0031]除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。
[0032]以下将结合附图对本专利技术的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本专利技术的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本专利技术范围的限制，而只是为了说明本专利技术技术方案的实质精神。
[0033]在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
[0034]如该说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池极片的SEI膜制备及补锂方法，其特征在于，包括如下步骤：将锂金属块浸入电解液中；将极片浸入所述电解液中；将所述极片和所述锂金属块接入电源通电；向所述电解液中通入反应气体，且所述反应气体流向所述极片，让所述极片上形成SEI膜且让锂离子嵌入所述极片中。2.根据权利要求1所述的电池极片的SEI膜制备及补锂方法，其特征在于，浸入所述电解液中的极片与所述锂金属块平行，且浸入所述电解液中的极片位于所述锂金属块的上方。3.根据权利要求1所述的电池极片的SEI膜制备及补锂方法，其特征在于，浸入所述电解液中的极片与水平面倾斜，倾斜角度大于0
°
且小于90
°
。4.根据权利要求3所述的电池极片的SEI膜制备及补锂方法，其特征在于，所述反应气体的通入方向正对浸入在所述电解液中的极片的下表面，且位于浸入在所述电解液中的极片较低的一侧。5.根据权利要求1所述的电池极片的SEI膜制备及补锂方法，其特征在于，还包括如下步骤：对浸入在所述电解液中的极片发射射线。6.根据权利要求5所述的电池极片的SEI膜制备及补锂方法，其特征在于，所述射线朝向浸入在所述电解液中的极片的下表面发射。7.根据权利要求1所述的电池极片的SEI膜制备及补锂方法，其特征在于，所述反应气体包括CO2、CO、SO2、SO3、NO、NO2、O2、HF的一种或多种。8.一种用于电池极片的SEI膜制备及补锂系统，其特征在于，包括：可封闭的仓体，所述仓体内具有用于容纳电解液和极片的容纳室，所述容纳室的顶部为开口区，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云龙，张艺伟，车佩佩，
申请(专利权)人：远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：