一种向锂离子电池正极片补锂的方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种向锂离子电池正极片补锂的方法，在惰性气氛中，将有机锂溶液喷洒或滴加于正极片表面，使有机锂溶液中的锂离子被还原成金属锂并嵌入正极片中，然后干燥正极片。相对于现有技术，本发明专利技术通过将均匀有机锂溶液喷洒或滴加在正极片的表面，实现了“湿法补锂”，从而有效地避免干法补锂时金属锂粉在空气中的漂浮，保证生产安全，而且整个工序简单，成本较低，补锂的量可以通过喷洒或滴加的有机锂溶液的量、喷洒或滴加的时间来加以准确控制，以达到均匀补锂的目的，防止正极片的析锂和变形，提高电池的首次效率，进而提高电池的能量密度。此外，本发明专利技术还公开了另外一种向锂离子电池正极片补锂的方法。?

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及。
技术介绍
锂离子电池由于具有高电压、高能量密度和长循环寿命的优势，成为应用范围最广的二次电池之一。但随着便携式电子设备微型化、长待机的不断发展，以及电动自行车、电动汽车等大功率、高能量设备的启用，都对作为储能电源的锂离子电池的能量密度的提出了越来越高的要求。在电池的首次充电过程中，由于负极片表面固体电解质膜(SEI膜)的形成会消耗部分从正极片迁移过来的锂，由此而造成正极材料锂的损失，从而降低了电池的容量，造成电池首次效率的降低。特别是当负极片中的活性物质为合金材料(如硅合金和锡合金等)时表现得尤为明显。为了減少由于电池在首次充放电过程中的不可逆容量带来的电池容量的降低，已有一些专利文献报道了一些解决方法。例如公开号为CN1290209C的中国专利申请提到将锂金属、负极材料和非水液体混合形成浆料，将浆料涂覆到集流体上，然后干燥浆液，辊压后灌注电解液，使锂粉扩散进入活性材料内部。该方法虽然能够提高首次效率，但由于金属锂反应活性较高，整个操作环境需要在无水的干燥环境中进行，而且要严格控制温度，导致エ序复杂。另外选择的非水液体在混合过程中不能和金属锂粉反应，此类非水液体大多为易燃易爆的液体，比如该专利申请中提到的四氢呋喃，甲苯和烃类溶剂等。而且后续的涂覆、冷压和卷绕エ艺都必须在干燥环境下进行，对环境要求苛刻，负极片制作成本较高。此外，由于锂粉较轻，在浆料中很容易上浮，造成添加的困难。再如申请号为201110268072的中国专利申请公开了ー种包括补锂正极的锂离子电池，该电池由于补锂正极的存在而具有较高的能量密度。但是，该申请中主要通过通电的方式对正极片和负极片进行补锂，会消耗较多的能量，不利于节能环保，而且该申请需要进行两次补锂循环，操作较为费时和复杂，不利于生产效率的提高。当然，还可以采用干粉添加的方法向正极片表面添加锂粉以实现补锂操作，但是由于锂粉在空气中容易飘浮，会对操作人员造成较大的安全隐患。有鉴于此，确有必要提供一种向锂离子电池正极片补锂方法，该方法采用“湿法补锂”，能够有效地避免干法补锂时金属锂粉在空气中的漂浮，保证生产安全，而且整个エ序简单，效率较高，节约能源，成本较低，补锂的量可以通过喷洒或滴加的有机锂溶液的量、喷洒或滴加的时间或者正极片在有机锂溶液中浸泡的时间来加以准确控制，以达到均匀补锂的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在干针对现有技术的不足，而提供一种向锂离子电池正极片补锂方法，该方法采用“湿法补锂”，能够有效地避免干法补锂时金属锂粉在空气中的漂浮，保证生产安全，而且整个エ序简单，效率较高，节约能源，成本较低，补锂的量可以通过喷洒或滴加的有机锂溶液的量、喷洒或滴加的时间来加以准确控制，以达到均匀补锂的目的，以克服现有技术中的补锂技术嵌锂不均匀、不能准确地定量嵌锂、对环境要求苛刻、操作复杂、不利于节约能源的不足。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案，在惰性气氛中，将有机锂溶液喷洒或滴加于正极片表面，使有机锂溶液中的锂离子被还原成金属锂并嵌入正极片中，然后干燥正极片。作为本专利技术向锂离子电池正极片补锂的方法的一种改进，所述有机锂溶液为正丁基锂的正己烷溶液、叔丁基锂的正己烷溶液和苯基锂的正己烷溶液中的至少ー种。正丁基锂、叔丁基锂和苯基锂均能够溶解于正己烷中形成均匀的溶液，便于向正极片进行喷洒或滴加操作。作为本专利技术向锂离子电池正极片补锂的方法的一种改进，所述惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛，由于金属锂本身具有较高的活性，若遇到空气中的水或ニ氧化碳等，容易发生爆炸等安全事故，因此需要在惰性气氛中操作，以保证生产安全。作为本专利技术向锂离子电池正极片补锂的方法的一种改进，所述有机锂溶液的制备在惰性气氛中进行，具体操作是将锂粉溶解于有机溶剂中，所述有机溶剂为联苯和ニ甲氧基こ烷中的至少ー种，锂粉溶解于这些溶剂中，其实也是发生了化学反应，锂的价态从O变成了+1，形成的是锂的化合物。作为本专利技术向锂离子电池正极片补锂的方法的一种改进，所述有机锂溶液的浓度为O. IM-IOM0若有机锂溶液的浓度太低，向负极补锂时需要喷洒或滴加的有机锂溶液的量太大，会使得后期正极片的干燥需要的时间较长，影响生产效率，还会造成对溶剂的浪费；若有机锂溶液的浓度太高，当仅需要向正极片进行微量补锂时，有机锂溶液的添加就很难控制，很容易造成补锂过量，最终导致正极片析锂，引发安全隐患。相对于现有技术，本专利技术通过将均匀有机锂溶液喷洒或滴加在正极片的表面，实现了“湿法补锂”，从而有效地避免干法补锂时金属锂粉在空气中的漂浮，保证生产安全，而且整个エ序简单，无需进行两次补锂，效率较高，而且无需通电，因此能够节约能源，降低成本，补锂的量可以通过喷洒或滴加的有机锂溶液的量、喷洒或滴加的时间来加以准确控制，以达到均匀补锂的目的，防止正极片的析锂和变形，提高电池的首次效率，进而提高电池的能量密度，井能改善电池的循环性能。此外，该方法与将锂金属加入负极浆料中进行补锂的方法相比，不会出现由于金属锂粉末较轻、容易在浆料中上浮，造成浆料不均匀以至于在后续添加过程中锂粉的分布不均匀的问题。此外，本专利技术还提供了另外ー种向锂离子电池正极片补锂的方法，在惰性气氛中，将正极片浸泡在有机锂溶液中，使有机锂溶液中的锂离子被还原成金属锂并嵌入正极片中，然后干燥正极片。作为本专利技术向锂离子电池正极片补锂的方法的一种改进，所述有机锂溶液为正丁基锂的正己烷溶液、叔丁基锂的正己烷溶液和苯基锂的正己烷溶液中的至少ー种。所述有机锂溶液为正丁基锂的正己烷溶液、叔丁基锂的正己烷溶液和苯基锂的正己烷溶液中的至少ー种。正丁基锂、叔丁基锂和苯基锂均能够溶解于正己烷中形成均匀的溶液，便于锂均匀4地嵌入正极片中。作为本专利技术向锂离子电池正极片补锂的方法的一种改进，所述惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛。由于金属锂本身具有较高的活性，若遇到空气中的水或ニ氧化碳等，容易发生爆炸等安全事故，因此需要在惰性气氛中操作，以保证生产安全。作为本专利技术向锂离子电池正极片补锂的方法的一种改进，所述有机锂溶液的制备在惰性气氛中进行，具体操作是将锂粉溶解于有机溶剂中，所述有机溶剂为联苯和ニ甲氧基こ烷中的至少ー种，锂粉溶解于这些溶剂中，其实也是发生了化学反应，锂的价态从O变成了+1，形成的是锂的化合物。作为本专利技术向锂离子电池正极片补锂的方法的一种改进，所述有机锂溶液的浓度为O. IM-IOM0若有机锂溶液的浓度太低，向负极补锂时需要喷洒或滴加的有机锂溶液的量太大，会使得后期正极片的干燥需要的时间较长，影响生产效率，还会造成对溶剂的浪费；若有机锂溶液的浓度太高，当仅需要向正极片进行微量补锂时，有机锂溶液的添加就很难控制，很容易造成补锂过量，最终导致正极片析锂，引发安全隐患。相对于现有技术，本专利技术通过将均匀有机锂溶液喷洒或滴加在正极片的表面，实现了“湿法补锂”，从而有效地避免干法补锂时金属锂粉在空气中的漂浮，保证生产安全，而且整个エ序简单，无需进行两次补锂，效率较高，而且无需通电，因此能够节约能源，降低成本，补锂的量可以通过正极片在有机锂溶液中浸泡的时间来加以准确控制，以达到均匀补锂的目的，防止正极片的析锂和变形，提高电池的首次效率，进而提高电池的能量密度，并能改善电池的循环性能。此外，该方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向锂离子电池正极片补锂的方法，其特征在于：在惰性气氛中，将有机锂溶液喷洒或滴加于正极片表面，使有机锂溶液中的锂离子被还原成金属锂并嵌入正极片中，然后干燥正极片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟开富，陈振，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：