本申请提供了一种电化学补锂装置，包括装有电解液的电解槽，置于电解液中隔开放置的锂源以及待补锂的负极片，负极片、锂源分别与电源的正、负极电连接；其中，电化学补锂装置还包括气体吹扫组件，气体吹扫组件用于在接通电源对负极片进行补锂的过程中，向电解液内通入吹扫气体，以对负极片的表面进行吹扫。采用该电化学补锂装置对负极片进行补锂，可提高负极补锂的均匀性和补锂效率，提升由补锂后的负极片制成的锂电池的首周库伦效率和循环寿命。本申请还提供了一种电化学补锂方法和锂离子电池。请还提供了一种电化学补锂方法和锂离子电池。请还提供了一种电化学补锂方法和锂离子电池。
【技术实现步骤摘要】
电化学补锂装置、电化学补锂方法和锂离子电池
[0001]本申请涉及锂离子电池
，具体涉及一种电化学补锂装置、电化学补锂方法和锂离子电池。
技术介绍
[0002]锂离子电池因具有高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等优点而称为应用范围最广的二次电池之一。随着经济和科技的发展，便携式电子器件(如手机、平板电脑等)、电动汽车等行业对锂离子电池的能量密度提出了更高要求。其中，对电池的正极或负极进行预补锂可以补偿电池在首次充电过程中对活性锂的不可逆消耗，从而提升电池的首次库伦效率，提升电池的能量密度。
[0003]目前，对电池负极进行预补锂的方式较为常见，通常做法之一是对负极片进行电化学补锂。参见附图1，电化学补锂技术通常是把待补锂的电池极片A1与隔膜S1、锂源C1置于电解液中，其中A1和C1通过外电路进行电连接，这样在通电时A1和C1之间就构建了电子通路和离子通路，实现对负极片A1的补锂。然而，现有的电化学补锂技术，负极嵌锂的不均匀性较高，进而不能有效提升采用补锂后的负极片制得的锂电池的首周库伦效率。
技术实现思路
[0004]鉴于此，本申请提供了一种用于电池负极的电化学补锂装置及补锂方法，以解决现有电化学补锂技术存在的补锂效率低、负极片表面嵌锂不均匀的问题。
[0005]具体地，本申请第一方面提供了一种电化学补锂装置，包括装有电解液的电解槽，置于所述电解液中的锂源以及待补锂的负极片，且所述负极片和所述锂源隔开放置，所述负极片、所述锂源分别与所述电源的正、负极电连接；其中，所述电化学补锂装置还包括气体吹扫组件，所述气体吹扫组件用于在接通所述电源对所述负极片进行补锂的过程中，向所述电解液内通入吹扫气体，以对所述负极片的表面进行吹扫。
[0006]本申请提供的电化学补锂装置中，含有的气体吹扫组件可向电解液中通入吹扫气体，吹扫气体可增加电解液的流动性，提高负极片与电解液之间的对流能力，保证负极片附近的电解液的浓度较均匀，还可去除电化学补锂过程中负极片A2上吸附的气泡，使负极片与电解液充分接触，提高负极补锂的均匀性和补锂效率，进而可有效提升采用补锂后的负极片制得的锂电池的首周库伦效率和循环寿命。
[0007]可选地，所述吹扫气体能对所述负极片的表面进行吹扫。此时，该吹扫气体的通入可以更好地提高上述负极补锂的均匀性和补锂效率。
[0008]本申请一些实施方式中，所述气体吹扫组件具有插入所述电解液中的通气管路，所述通气管路浸入所述电解液的部分中，朝向所述负极片的管壁上间隔设置有若干孔，所述吹扫气体通过所述孔流出，并对所述负极片的表面进行吹扫。
[0009]可选地，所述通气管路浸入电解液的部分包括依次连接的第一管段、第二管段和第三管段，且所述第一管段、第二管段和第三管段围成一收容空间，且所述收容空间的开口
方向朝向所述电解槽的顶盖，所述待补锂的负极片、所述隔膜及所述锂源均位于所述收容空间内。进一步地，所述第二管段垂直于所述第一管段和所述第三管段。在一些实施方式中，所述通气管路浸入电解液的部分沿所述电解槽的底部和侧壁排布，且朝向所述负极片的管壁上设置有若干孔。
[0010]可选地，所述气体吹扫组件包括与所述通气管路连通的供气源，所述通气管路与所述供气源连通的管路上设有泵和流量调节阀，所述流量调节阀用于调节流入所述电解槽内的吹扫气体的流量。
[0011]可选地，所述电化学补锂装置还包括与所述电解槽连通的气体处理装置，所述气体处理装置用于对从所述电解槽逸出的气体进行处理，分别得到废气和能够用作吹扫气体的循环气。在一些实施方式中，所述气体处理装置的一出口与废气收集器连通，另一出口与所述供气源连通。
[0012]其中，所述吹扫气体包括惰性气体，所述惰性气体包括氩气和氦气中的至少一种。惰性气体不参与电化学补锂过程。
[0013]进一步地，所述吹扫气体还包括可参与形成SEI膜(固态电解质膜)的气体，所述可参与形成负极SEI膜的气体包括含硫气体、含氮气体、含氧气体、含氟气体、还原性烃类气体中的至少一种。
[0014]其中，所述含硫气体包括硫化氢、二氧化硫、三氧化硫中的至少一种。所述含氮气体包括氮气、一氧化氮、二氧化氮中的至少一种。所述含氧气体包括氧气、一氧化碳、二氧化碳中的至少一种。所述含氟气体包括氟气、四氟化碳、全氟丁二烯、三氟化氮、六氟乙烷、全氟丙烷、三氟甲烷、六氟化硫中的至少一种。所述还原性烃类气体包括乙烯、丙烯、丁烯、乙炔、丙炔、丁炔中的至少一种。
[0015]可选地，当所述吹扫气体同时含有惰性气体及可参与形成负极SEI膜的气体时，所述可参与形成负极SEI膜的气体在所述吹扫气体中的体积占比为0.1
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50％。具体地，该体积占比可以为1％、2％、5％、10％、20％、30％、40％或45％等。
[0016]可选地，所述电化学补锂装置还包括极片放卷机构和极片收卷机构，所述待补锂的负极片设置在所述极片放卷机构上，所述极片收卷结构配置为牵引所述待补锂的负极片走带，使其能浸泡在电解液中进行补锂，并将补锂后的负极片进行收卷。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种电池负极的电化学补锂方法，包括以下步骤：
[0018]将待补锂的负极片、锂源置于电解液中，且将待补锂的负极片与所述锂源隔开放置，将所述负极片和所述锂源分别与电源的正、负极电连接，接通电源以对负极片进行补锂，补锂结束后，得到补锂后的负极片；
[0019]其中，在对所述负极片进行补锂的过程中，向所述电解液内通入吹扫气体。
[0020]可选地，所述电解液中插入有与供气源连通的通气管路；所述通气管路浸入所述电解液的部分中，朝向所述负极片的管壁上间隔设置有若干孔，以使所述吹扫气体从所述孔中流出，并吹向所述负极片的表面。至于，所述吹扫气体的具体种类如本申请前文所述，这里不再赘述。
[0021]进一步地，所述通气管路浸入电解液的部分包括依次连接的第一管段、第二管段和第三管段，且所述第一管段、第二管段和第三管段围成一收容空间，且所述收容空间的开口方向朝向所述电解槽的顶盖，所述待补锂的负极片、所述隔膜及所述锂源均位于所述收
容空间内。
[0022]可选地，所述电解液装在电解槽中，所述电解槽还与气体处理装置连通，所述气体处理装置对从所述电解槽逸出的气体进行处理，分别得到废气和能够用作吹扫气体的循环气。
[0023]本申请第二方面提供的电化学补锂方法，通过在补锂过程中向电解液中通入吹扫气体，可增加负极片与电解液之间的对流能力，保证负极片附近的电解液的浓度较均匀，还可去除电化学补锂过程中负极片A2上吸附的气泡，使负极片与电解液充分接触，提高负极补锂的均匀性和补锂效率。
[0024]第三方面，本申请提供了一种锂离子电池，包括补锂后的负极片，该补锂后的负极片采用如本申请第二方面所述的电化学补锂方法制得，或者采用如本申请第一方面所述的电化学补锂装置进行补锂得到。
[0025]本申请一些实施方式中，该锂离子电池包括补锂后的负极片、正极片本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电化学补锂装置，包括装有电解液的电解槽，置于所述电解液中的锂源及待补锂的负极片，所述负极片和所述锂源隔开放置，所述负极片、所述锂源分别与所述电源的正、负极电连接；其中，所述电化学补锂装置还包括气体吹扫组件，所述气体吹扫组件用于在接通所述电源对所述负极片进行补锂的过程中，向所述电解液内通入吹扫气体。2.如权利要求1所述的电化学补锂装置，其特征在于，所述气体吹扫组件具有插入所述电解液中的通气管路，所述通气管路浸入所述电解液的部分，朝向所述负极片的管壁上间隔设置有若干孔，所述吹扫气体通过所述孔流出，并对所述负极片的表面进行吹扫。3.如权利要求2所述的电化学补锂装置，其特征在于，所述通气管路浸入电解液的部分包括依次连接的第一管段、第二管段和第三管段，且所述第一管段、第二管段和第三管段围成一收容空间，且所述收容空间的开口方向朝向所述电解槽的顶盖，所述待补锂的负极片、所述隔膜及所述锂源均位于所述收容空间内。4.如权利要求1所述的电化学补锂装置，其特征在于，所述电化学补锂装置还包括与所述电解槽连通的气体处理装置，所述气体处理装置用于对从所述电解槽逸出的气体进行处理，分别得到废气和能够用作吹扫气体的循环气。5.如权利要求1
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4任一项所述的电化学补锂装置，其特征在于，所述吹扫气体包括惰性气体，所述惰性气体包括氩气和氦气中的至少一种。6.如权利要求5所述的电化学补锂装置，其特征在于，所述吹扫气体还包括可参与形成负极SEI膜的气体，所述可参与形成负极SEI膜的气体包括含硫气体、含氮气体...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄中瑞，边玉珍，王蒙，汪顺，方自力，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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