补锂负极片及其制备方法与锂离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，公开了一种补锂负极片及其制备方法与锂离子电池及其制备方法。该补锂负极片包括负极片主体、分布在负极片主体表面的粘结剂层以及压合在粘结剂层表面的金属锂箔，其中，粘结剂层中含有粘结剂，粘结剂的熔点不高于150℃。在本发明专利技术提供的上述补锂负极片中，负极片主体和金属锂箔之间设置有低熔点的粘结剂层，相较于高熔点的粘结剂层，该低熔点的粘结剂层能够在电芯烘烤过程中融化，使得金属锂能够与负极片主体直接接触并在热的作用下嵌入到负极片主体中，避免致密的金属锂沉积在负极片主体的表面而影响补锂负极片在电解液中的浸润性，因此，本发明专利技术的补锂负极片在电解液中具有较高的浸润性。补锂负极片在电解液中具有较高的浸润性。

【技术实现步骤摘要】
补锂负极片及其制备方法与锂离子电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种补锂负极片及其制备方法与锂离子电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，锂离子电池因具有高能量密度、长循环性能和高安全性能等优点，正被广泛应用于新能源汽车和储能领域。然而，随着科学技术的不断发展，业内对锂离子电池的能量密度和循环性能提出了更高的要求。
[0003]锂离子电池的能量密度和循环性能受活性锂含量的影响，而负极表面固态电解质膜(SEI膜)的形成以及负极与电解液的副反应均会消耗电池中的活性锂。在相关技术中，通常通过对极片进行补锂来补偿SEI膜生成及副反应所消耗的活性锂，进而提升电池的能量密度和循环性能。
[0004]然而，在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现，相关技术中对负极片进行补锂后，补锂负极片在电解液中的浸润性较差，导致对锂离子电池性能的改善效果有限。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种补锂负极片及其制备方法与锂离子电池及其制备方法，以解决相关技术中补锂负极片在电解液中的浸润性较差的问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种补锂负极片，包括负极片主体、分布在负极片主体表面的粘结剂层以及压合在粘结剂层表面的金属锂箔，其中，粘结剂层中含有粘结剂，粘结剂的熔点不高于150℃。
[0007]在本专利技术提供的上述补锂负极片中，负极片主体和金属锂箔之间设置有低熔点的粘结剂层，相较于高熔点的粘结剂层，该低熔点的粘结剂层能够在电芯烘烤过程中融化，使得金属锂能够与负极片主体直接接触并在热的作用下嵌入到负极片主体中，避免致密的金属锂沉积在负极片主体的表面而影响补锂负极片在电解液中的浸润性，因此，本专利技术的补锂负极片在电解液中具有较高的浸润性。
[0008]同时，通过在负极片主体和金属锂箔之间设置粘结剂层，能够在补锂负极片的生产、存放和使用过程中将金属锂和负极片主体隔开，避免金属锂和负极片主体直接接触并发生反应产生大量热量，进而避免热量积累而导致自燃等安全事故，也即，本专利技术的补锂负极片能够有效降低甚至消除补锂过程中负极片主体与金属锂之间的嵌锂反应产生的热量，具有较高的生产安全性。
[0009]再者，通过在负极片主体和金属锂箔之间设置粘结剂层，能够有效提升金属锂与负极片主体之间的粘接性，更有利于将金属锂辊压转移到负极片主体上，一方面能够降低将金属锂压合到负极片主体上的难度，另一方面能够避免辊压压力太大而导致补锂负极片被压坏变形。
[0010]此外，压合在粘结剂层表面的金属锂为金属锂箔，相较于锂粉需要在惰性气氛中
进行制作的复杂工序，金属锂箔直接在常态下即可完成制作，且无需进行粉料辊压成膜工序，因此具有工艺简单、制作成本低且产能较高的优点。
[0011]在一种可选的实施方式中，粘结剂包括聚氧化乙烯、聚乙二醇、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、聚氨酯、聚己内酯、聚己二酸乙二醇酯和聚环氧丙烷中的至少一种。
[0012]在一种可选的实施方式中，粘结剂层的厚度为10nm～5μm；
[0013]和/或，金属锂箔的厚度为100nm～10μm。
[0014]第二方面，本专利技术还提供了一种上述补锂负极片的制备方法，包括如下步骤：
[0015]将粘结剂浆料涂覆在负极片主体的表面，并于低于粘结剂熔点的温度下烘干，得表面分布有粘结剂层的负极片主体；
[0016]将金属锂箔与负极片主体表面的粘结剂层接触，压合。
[0017]在本专利技术提供的上述制备方法中，将粘结剂浆料通过简单的涂布工艺涂覆在负极片主体表面，然后通过辊压工艺将金属锂箔转移到表面分布有粘结剂层的负极片主体上，该制备方法无需在惰性气氛中进行，且无需进行粉料辊压成膜工序，具有工艺简单、制作成本低且产能较高的优点。
[0018]在一种可选的实施方式中，压合的条件包括：压合压力为0.05MPa～15MPa，压合速度为0.1m/min～60m/min。
[0019]在一种可选的实施方式中，粘结剂浆料的固含量为1％～90％。
[0020]第三方面，本专利技术还提供了上述补锂负极片在制备锂离子电池中的用途。
[0021]第四方面，本专利技术还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池中设置有上述的补锂负极片。
[0022]第五方面，本专利技术还提供了上述锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：
[0023]将正极片、隔膜与补锂负极片组装成裸电芯；
[0024]将裸电芯置于壳体内，并于高于粘结剂熔点的温度下烘烤，得预制电芯；
[0025]向预制电芯中注入电解液。
[0026]在一种可选的实施方式中，烘烤的条件包括：烘烤温度高于粘结剂熔点30℃～200℃，烘烤时间为0.1h～30h。
具体实施方式
[0027]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0028]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0029]在一些技术中，补锂负极片的金属锂和负极片之间通常设置熔点较高的功能层，在电芯的烘烤过程中，功能层无法融化，金属锂无法和负极片直接接触，进而也无法嵌入负极片内部，烘烤后大部分的金属锂仍然沉积在负极片表面，导致在电芯注液过程中极片的
浸润性能较差，注液效率较低，影响产能，且沉积在负极片表面的金属锂会与电解液发生副反应，影响电芯性能。
[0030]在另一些技术中，金属锂直接贴合在合金负极(Si、Sn、SiOx、SnOy、Si合金、Sn合金等)表面，会与合金负极发生反应产生大量热量，在极片收卷过程中散热效果差，热量积累严重时会发生自燃，有较高安全风险。
[0031]在另一些技术中，辊压后的负极表面颗粒之间缝隙较小，通过压力将金属锂覆合到辊压后的负极表面的难度较大，覆合压力太大，负极片有压坏变形风险，覆合压力太小，金属锂不能完全转移到负极表面。
[0032]在另一些技术中，将金属锂粉、粘结剂和导电剂在惰性气氛中混合得到混合物料，然后将混合物料辊压成膜，贴合在负极片的表面，可以在一定程度上解决金属锂与负极片的贴合问题。但该工艺中的混料过程需要在惰性氛围中进行，且需要增加粉料辊压成膜工艺，工序复杂，制造成本高，量产可行性较低。
[0033]为了解决上述相关技术中存在的问题，根据本专利技术的第一方面，提供了一种补锂负极片，包括负极片主体、分布在负极片主体表面的粘结剂层以及压合在粘结剂层表面的金属锂箔，其中，粘结剂层中含有粘结剂，粘结剂的熔点不高于150℃。
[0034]在本专利技术提供的上述补锂负极片中，负极片主体和金属锂箔之间设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种补锂负极片，其特征在于，包括负极片主体、分布在所述负极片主体表面的粘结剂层以及压合在所述粘结剂层表面的金属锂箔，其中，所述粘结剂层中含有粘结剂，所述粘结剂的熔点不高于150℃。2.根据权利要求1所述的补锂负极片，其特征在于，所述粘结剂包括聚氧化乙烯、聚乙二醇、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、聚氨酯、聚己内酯、聚己二酸乙二醇酯和聚环氧丙烷中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的补锂负极片，其特征在于，所述粘结剂层的厚度为10nm～5μm；和/或，所述金属锂箔的厚度为100nm～10μm。4.权利要求1至3中任一项所述的补锂负极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将粘结剂浆料涂覆在负极片主体的表面，并于低于所述粘结剂熔点的温度下烘干，得表面分布有粘结剂层的负极片主体；将金属锂箔与所述负极片主...

【专利技术属性】
技术研发人员：李万隆，李云明，李鹏，杨利，顾煜炜，张策，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：