【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池化学预锂化，尤其涉及一种延长化学预锂化溶液有效期的方法。
技术介绍
1、锂离子电池已经被成功地应用在数码产品、电动汽车、电动工具等移动储能领域，并且开始用于清洁能源蓄能和航空航天器材等领域。广泛的应用场景不断地对锂离子电池的性能提出更高的要求与挑战。其中锂离子电池的能量密度直接关乎产品的续航时间是目前电池开发中最为关注的性能指标。然而由于锂离子电池内部副反应会导致其能量密度在首周循环后会不可逆的损失。目前研究者们提出通过预锂化的方法补偿电池首周的不可逆的锂损耗，包括补锂添加剂、接触预锂化、化学预锂化和电化学预锂化。
2、其中化学预锂化技术操作简单，容易放大，是很有前景的预锂化技术。化学预锂化方法通过利用化学预锂化溶液浸泡电极材料或者电极片，浸泡过程中化学预锂化溶液中的活性锂离子会嵌入活性材料内部，从而实现预锂化。化学预锂化溶液由醚类试剂、芳香烃类有机化合物、金属锂配制而成，芳香烃类有机化合物和金属锂在溶液中会形成配位物，配位物由于具有较低的电化学电位以及活性锂离子可以实现对于活性物质的预锂化。
3、然而化学预锂化溶液自身的化学性质不稳定，在室温下放置过程中会发生自发的失效，导致其预锂化效果大打折扣甚至完全没有效果，这大大限制了化学预锂化技术的应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决化学预锂化溶液长期存放稳定性问题，提供了一种延长化学预锂化溶液有效期的方法，能够有效降低化学预锂化溶液的有效成分li1x自发地向lixx(1<
2、为此，本专利技术实施例提供了一种延长化学预锂化溶液有效期的方法，包括：
3、根据阿伦尼乌斯经验公式和三参量方程确定化学预锂化溶液中反应速率对温度的敏感性呈指数倍高于反应活化能对温度的敏感性，并基于阿伦尼乌斯经验公式和三参量方程确定所述化学预锂化溶液的存储温度范围和存储时间；
4、所述化学预锂化溶液的存储温度范围和存储时间为：在零下96度至零上18度条件下进行密闭存储或敞口存储，存储时间为1-300天；
5、其中，所述化学预锂化溶液为：由醚类溶剂作为溶剂，芳香烃锂络合物为主要溶质的还原性溶液，所述芳香烃锂络合物占比溶质的质量百分比为30％-100％。
6、优选的，所述根据阿伦尼乌斯经验公式和三参量方程确定化学预锂化溶液中反应速率对温度的敏感性呈指数倍高于反应活化能对温度的敏感性，并基于阿伦尼乌斯经验公式和三参量方程确定所述化学预锂化溶液的存储温度范围和存储时间具体包括：
7、根据阿伦尼乌斯经验公式和三参量方程得到反应活化能与温度的关系式:ea＝e0+mrt；其中，k为速率常数，r为摩尔气体常量(单位为j˙mol-1˙k-1)，t为热力学温度(k)，ea为反应活化能(单位为j˙mol-1或kj˙mol-1)，a为指前因子，e0和m均为与温度无关的常数，在不考虑振动的影响时，m为不大于4的整数或半整数；
8、根据反应活化能与温度的关系式可知，t增大，ea增大；根据阿伦尼乌斯经验公式和反应活化能与温度的关系式可知，速率常数与-(e0+mrt)呈指数关系，t增大，反应速率呈指数增大；由此确定反应速率对温度的敏感性呈指数倍高于反应活化能对温度的敏感性；
9、对于化学预锂化溶液设计实验，计算求解阿伦尼乌斯经验公式和三参量方程中的各个常数；
10、利用求解后的阿伦尼乌斯经验公式和三参量方程确定所述化学预锂化溶液的存储温度范围；
11、根据确定对应存储温度范围的存储时间；其中，c为示化学预锂化溶液中li1x的浓度(mol/l)，t为存储时间(小时)，n为反应级数；x为芳香烃基团；
12、根据上述计算确定所述化学预锂化溶液在零下96度至零上18度条件下进行密闭存储或敞口存储，存储时间为1-300天。
13、优选的，所述醚类溶剂为：主链中含有2-30碳原子、1-20个氧原子的醚类化合物，所述醚类化合物含有或不含有取代基；所述芳香烃锂络合物中，锂离子与芳香烃分子形成配位结合；用以形成所述芳香烃锂络合物的芳香烃类化合物为含有2-5个苯环的苯的同系物，其中苯环上不含取代基或者含有1-6个取代基，锂离子的来源为锂金属或锂碳化合物。
14、进一步优选的，所述化学预锂化溶液中，锂离子浓度为0.0001mol/l-10mol/l；形成芳香烃锂络合物过程中，芳香烃类化合物与锂元素的摩尔比为1：10-100：1。
15、优选的，在所述密闭存储的条件下，封闭气体中以氩气、氮气、二氧化碳、氧气、合成空气、干燥空气中的一种或者多种为主要成分，所述主要成分占所述封闭气体的体积百分比不低于80％；
16、在所述敞口存储的条件下，存储的气体环境以氩气、氮气中一种或者多种作为主要成分，主要成分占存储的气体环境中全部气体的体积百分比不低于90％。
17、优选的，所述方法还包括：在所述化学预锂化溶液中加入锂液稳定剂。
18、优选的，所述方法具体包括：
19、在化学预锂化溶液配置完成后按照延长化学预锂化溶液有效期的方法进行存储；或者
20、在18度以下低温环境中直接进行化学预锂化溶液的配制后按照延长化学预锂化溶液有效期的方法进行存储。
21、进一步优选的，所述方法适用于常温配制72小时以内的化学预锂化溶液，以及在18度以下配制240小时以内的化学预锂化溶液。
22、本专利技术实施例提供的延长化学预锂化溶液有效期的方法，能够有效降低化学预锂化溶液的有效成分li1x自发地向lixx(1<x<6)转变速率，从而延长化学预锂化溶液的稳定存储时间。
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1.一种延长化学预锂化溶液有效期的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的延长化学预锂化溶液有效期的方法，其特征在于，所述根据阿伦尼乌斯经验公式和三参量方程确定化学预锂化溶液中反应速率对温度的敏感性呈指数倍高于反应活化能对温度的敏感性，并基于阿伦尼乌斯经验公式和三参量方程确定所述化学预锂化溶液的存储温度范围和存储时间具体包括：
3.根据权利要求1所述的延长化学预锂化溶液有效期的方法，其特征在于，所述醚类溶剂为：主链中含有2-30碳原子、1-20个氧原子的醚类化合物，所述醚类化合物含有或不含有取代基；所述芳香烃锂络合物中，锂离子与芳香烃分子形成配位结合；用以形成所述芳香烃锂络合物的芳香烃类化合物为含有2-5个苯环的苯的同系物，其中苯环上不含取代基或者含有1-6个取代基，锂离子的来源为锂金属或锂碳化合物。
4.根据权利要求3所述的延长化学预锂化溶液有效期的方法，其特征在于，所述化学预锂化溶液中，锂离子浓度为0.0001mol/L-10mol/L；形成芳香烃锂络合物过程中，芳香烃类化合物与锂元素的摩尔比为1：10-100：1。>
5.根据权利要求1所述的延长化学预锂化溶液有效期的方法，其特征在于，在所述密闭存储的条件下，封闭气体中以氩气、氮气、二氧化碳、氧气、合成空气、干燥空气中的一种或者多种为主要成分，所述主要成分占所述封闭气体的体积百分比不低于80％；
6.根据权利要求1所述的延长化学预锂化溶液有效期的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述化学预锂化溶液中加入锂液稳定剂。
7.根据权利要求1所述的延长化学预锂化溶液有效期的方法，其特征在于，所述方法具体包括：
8.根据权利要求7所述的延长化学预锂化溶液有效期的方法，其特征在于，所述方法适用于常温配制72小时以内的化学预锂化溶液，以及在18度以下配制240小时以内的化学预锂化溶液。
...【技术特征摘要】
1.一种延长化学预锂化溶液有效期的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的延长化学预锂化溶液有效期的方法，其特征在于，所述根据阿伦尼乌斯经验公式和三参量方程确定化学预锂化溶液中反应速率对温度的敏感性呈指数倍高于反应活化能对温度的敏感性，并基于阿伦尼乌斯经验公式和三参量方程确定所述化学预锂化溶液的存储温度范围和存储时间具体包括：
3.根据权利要求1所述的延长化学预锂化溶液有效期的方法，其特征在于，所述醚类溶剂为：主链中含有2-30碳原子、1-20个氧原子的醚类化合物，所述醚类化合物含有或不含有取代基；所述芳香烃锂络合物中，锂离子与芳香烃分子形成配位结合；用以形成所述芳香烃锂络合物的芳香烃类化合物为含有2-5个苯环的苯的同系物，其中苯环上不含取代基或者含有1-6个取代基，锂离子的来源为锂金属或锂碳化合物。
4.根据权利要求3所述的延长化学预锂化溶液有效期的方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐世伟，王雪锋，阳如坤，吴庆利，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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