【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池，尤其是涉及一种硅基负极预锂化方法及预锂化负极的使用方法。
技术介绍
1、随着锂离子电池的不断发展，对能量密度的要求越来越高，传统石墨由于克容量～372mah/g较低，已无法满足更高能量密度需求，si基负极由于其高克容量～3579mah/g而备受欢迎，但si基负极由于其ice较低，电化学反应过程中需大量li+用于sei膜的形成，导致阴极克容发挥较低，锂离子电池能量密度提升受限。
2、因此，有必要开发一种锂离子电池硅基负极预锂化方法，改善锂离子电池首次效率低的问题，提升电池的常温循环能力。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一方面提出一种硅基负极预锂化方法，能够有效改善二次电池首次效率低的问题，提升电池的常温循环能力。
2、本专利技术第二方面还提供一种预锂化负极的使用方法。
3、根据本专利技术的第一方面实施例提供的一种硅基负极预锂化方法，包括如下步骤：
4、将硅基负极、预锂化试剂和有机溶剂混合进行预锂化反应，其中，预锂化试剂的嵌锂电位为u；预锂化试剂的π电子个数为n；预锂化试剂的lumo能级值为el；预锂化反应的时间为t；所述预锂化反应满足以下公式：
5、-9.6<(u*t)/(n*el)<0。
6、根据本专利技术实施例的硅基负极预锂化方法，至少具有如下有益效果：
7、本专利技术通过将预锂化反应的公式限定在-9.6
8、根据本专利技术的一些实施例，-0.2<(u*t)/(n*el)<0。由此，当预锂化公式满足上述范围内时，能够进一步提高其预锂化效果，极大提升首次库伦效率。
9、根据本专利技术的一些实施例，el<-1ev，由此，el在上述范围内时，可完成精准预锂化。
10、根据本专利技术的一些实施例，-1.6ev≤el≤-1.1ev，由此，lumo能级el在上述范围内，首次库仑效率得到提升。
11、根据本专利技术的一些实施例，u<0.4v，当u<0.4v，预锂化试剂能够与硅基负极自发反应。
12、根据本专利技术的一些实施例，0.05v<u<0.22v，由此，嵌锂电位对应siox的嵌锂电位，该嵌锂电位能兼容si/c的嵌锂电位。
13、根据本专利技术的一些实施例，0<n≤20。
14、根据本专利技术的一些实施例，2≤n≤12。由此，n越多，对于降低电子亲和力和还原电位越有利，有利于预锂化。
15、根据本专利技术的一些实施例，0<t≤24h。由此，当预锂化时间在上述范围内时，自发反应充分。
16、根据本专利技术的一些实施例，10s<t≤2h。由此，即可以保证自发反应充分，预锂化程度高，首次库伦效率得到提升。
17、根据本专利技术的一些实施例，所述预锂化试剂由芳香烃类化合物和金属锂反应制备得到。
18、根据本专利技术的一些实施例，所述芳香烃类化合物选自联苯、萘、2-甲基联苯、33’二甲基联苯、44’二甲基联苯或33’44’四甲基联苯中的至少一种。
19、根据本专利技术的一些实施例，所述有机溶剂选自四氢呋喃、二甲醚中的至少一种。
20、根据本专利技术的一些实施例，所述硅基负极不做限制，采用现有的硅基负极材料即可。
21、根据本专利技术的第二方面实施例提供的一种硅基负极预锂化方法制备的预锂化负极的使用方法，按以下步骤进行：
22、将预锂化负极与正极极片组装成二次电池。
23、根据本专利技术的一些实施例，所述正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面且包括正极活性材料的正极活性材料膜层。例如，正极集流体具有在自身厚度方向相对的两个表面，正极活性材料膜层设置于正极集流体的两个相对表面中的任意一者或两者上。
24、正极活性材料膜层包括正极活性材料，正极活性材料可采用本领域公知的用于电池单体的正极活性材料。
25、例如，当电池单体为锂离子电池单体、锂金属电池单体时，正极活性材料可包括锂过渡金属氧化物、橄榄石结构的含锂磷酸盐及其各自的改性化合物中的一种或多种。锂过渡金属氧化物的示例可包括锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物及其各自的改性化合物中的一种或多种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括磷酸铁锂、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料及其各自的改性化合物中的一种或多种。本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作正极活性材料的传统公知的材料。
26、根据本专利技术的一些实施例，为了进一步提高电池单体的能量密度，正极活性材料可以包括通式为lianibcocmdoeaf的锂过渡金属氧化物及其改性化合物中的一种或多种。0.8≤a≤1.2，0.5≤b＜1，0＜c＜1，0＜d＜1，1≤e≤2，0≤f≤1，m包括mn、al、zr、zn、cu、cr、mg、fe、v、ti和b中的一种或多种，a包括n、f、s和cl中的一种或多种。
27、根据本专利技术的一些实施例，所述正极活性材料可包括licoo2、linio2、limno2、limn2o4、lini1/3co1/3mn1/3o2(ncm333)、lini0.5co0.2mn0.3o2(ncm523)、lini0.6co0.2mn0.2o2(ncm622)、lini0.8co0.1mn0.1o2(ncm811)、lini0.85co0.15al0.05o2、lifepo4和limnpo4中的一种或多种。
28、根据本专利技术的一些实施例，正极活性材料膜层还可选地包括正极导电剂。本申请对正极导电剂的种类没有特别的限制，作为示例，正极导电剂包括超导碳、导电石墨、乙炔黑、碳黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯和碳纳米纤维中的一种或多种。
29、根据本专利技术的一些实施例，正极活性材料膜层还可选地包括正极粘结剂。本申请对正极粘结剂的种类没有特别的限制，作为示例，正极粘结剂可包括聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物和含氟丙烯酸酯类树脂中的一种或多种。
30、根据本专利技术的一些实施例，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。作为金属箔片的示例，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层以及形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属材料层。作为示例，金属材料可包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硅基负极预锂化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的硅基负极预锂化方法，其特征在于，-0.2<(U*t)/(n*EL)<0。
3.根据权利要求1所述的硅基负极预锂化方法，其特征在于，EL<-1eV。
4.根据权利要求3所述的硅基负极预锂化方法，其特征在于，-1.6eV≤EL≤-1.1eV。
5.根据权利要求1所述的硅基负极预锂化方法，其特征在于，U<0.4V。
6.根据权利要求5所述的硅基负极预锂化方法，其特征在于，0.05V<U<0.22V。
7.根据权利要求1所述的硅基负极预锂化方法，其特征在于，0<n≤20。
8.根据权利要求7所述的硅基负极预锂化方法，其特征在于，2≤n≤12。
9.根据权利要求1所述的硅基负极预锂化方法，其特征在于，0<t≤24h。
10.权利要求1～9任一项所述的一种硅基负极预锂化方法制备的预锂化负极的使用方法，其特征在于，按以下步骤进行：
【技术特征摘要】
1.一种硅基负极预锂化方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的硅基负极预锂化方法，其特征在于，-0.2<(u*t)/(n*el)<0。
3.根据权利要求1所述的硅基负极预锂化方法，其特征在于，el<-1ev。
4.根据权利要求3所述的硅基负极预锂化方法，其特征在于，-1.6ev≤el≤-1.1ev。
5.根据权利要求1所述的硅基负极预锂化方法，其特征在于，u<0.4v。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑陈彪，胡本安，汪勇，安建，于子龙，陈杰，
申请(专利权)人：浙江锂威能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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