本發(fā)明涉及鋰電池，更具體的說，本發(fā)明涉及一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池化成過程中鋰離子在負極表面生成sei膜消耗活性鋰，導致電池容量損失，通過提前引入鋰離子可補償活性鋰，達到提升鋰離子電池能量密度的效果，通過預(yù)鋰化，能夠改善低首效的短板，充分發(fā)揮其高容量的優(yōu)勢，進一步提升電池循環(huán)性能和能量密度，極大促進鋰離子電池的發(fā)展，鋰離子電池的發(fā)展中，金屬鋰被視為理想的預(yù)鋰化材料，因其高理論容量和低平衡電位。

2、然而，傳統(tǒng)的厚度較大的鋰箔用于預(yù)鋰化可能導致電池內(nèi)鋰的沉積問題，進而對電池性能產(chǎn)生負面影響，而在工業(yè)生產(chǎn)中，制備小于5μm的超薄鋰箔面臨巨大挑戰(zhàn)，此外，使用鋰金屬直接進行預(yù)鋰化時，部分鋰顆?？赡軙ヅc負極的電接觸，導致鋰的利用效率降低。還有許多的企業(yè)選擇在負極片上覆合一層金屬鋰箔，但是石墨表層不平整會導致部分金屬鋰無法與極片接觸導致死鋰，沉積在極片表面影響電性能。

3、因此，本申請?zhí)岢鲆环N鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，來解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，為了解決背景技術(shù)中存在靜置時間過久會導致顆粒的沉積和團聚以及極片表面的涂覆不均勻的問題，本發(fā)明提出了一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法。

2、本發(fā)明的目的與功效，由以下具體技術(shù)手段所達成：一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，包括以下步驟：

3、s1、在銅箔上涂覆活性物質(zhì)，制備負極片；

4、s2、在該步驟，選擇電池級的金屬鋰錠作為原料,?采用擠壓開坯軋制法制備金屬鋰帶，使用plc控制的臥式鋰帶擠壓機將其擠壓成厚鋰帶，厚鋰帶再經(jīng)過恒張力多級精軋、恒張力自動收卷制備得到鋰帶；

5、s3、采用圖1中設(shè)備對金屬鋰帶進行處理，最后，通過調(diào)整設(shè)備左右滾輪的差速，將鋰帶拉伸，以此形成多種類型的鋰箔紋路，制備出疏松多孔，有紋路的金屬鋰箔，隨后將所制備金屬鋰薄膜覆合至s1負極片，得到復合負極片；

6、s4、采用正極片，隔膜、電解液和s3所述復合負極片制備鋰離子電池。

7、進一步優(yōu)選的，所述步驟s2中，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s1中，銅箔包括光箔，微孔銅箔、涂碳銅箔中的一種或者多種組合，銅箔厚度3~20um。

8、進一步優(yōu)選的，根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s1中，活性物質(zhì)為人造石墨、天然石墨、軟碳、硬碳、硅碳、硅氧、鈦酸鋰中的一種或多種的組合。

9、進一步優(yōu)選的，所述步驟s2中，制備金屬鋰箔的方法為擠壓法、擠壓開坯軋制法、鑄板軋制法、粉末冶金法、化學沉積法、熔煉凝固法、鑄型法、攪拌摩擦法、原位生長法等的一種或多種的組合。

10、進一步優(yōu)選的，所述步驟s2中制備金屬鋰箔的厚度為3μm~20μm。

11、進一步優(yōu)選的，所述步驟s2中，pet薄膜的種類聚酯pet薄膜、抗靜電pet薄膜、熱封型pet薄膜、聚酯熱收縮pet薄膜等的一種或多種的組合。

12、進一步優(yōu)選的，所述步驟s2中，pet薄膜的剝離力在0.5gf-10gf之間。

13、進一步優(yōu)選的，所述步驟s2中，pet兩滾輪之間的壓力在0.1t-50t之間。

14、進一步優(yōu)選的，所述步驟s3中，將金屬鋰箔覆合至s1負極片，制備復合負極片的方式為壓延、蒸鍍、磁控濺射中的一種或者多種組合，覆合的金屬鋰是鋰箔、鋰帶、鋰條、鋰塊、帶孔鋰箔、鋰合金等的一種或多種的組合，金屬鋰厚度0.5μm?~?50μm。

15、進一步優(yōu)選的，所述步驟s3中，將金屬鋰箔覆合至s1負極片，調(diào)整設(shè)備左右滾輪的差速，將鋰帶拉伸，以此形成多種類型的鋰箔紋路。

16、進一步優(yōu)選的，所述步驟s3中，拉伸的鋰箔紋路為雪花界面、龍鱗紋界面、斑馬界面、魚鱗形狀界面、星點狀界面等的一種或多種的組合。

17、進一步優(yōu)選的，所述步驟s3中，金屬鋰密度0.534?g/cm3,?厚度為3μm~20μm。

18、進一步優(yōu)選的，所述步驟s4中，正極材料為鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、磷酸釩鋰、磷酸釩氧鋰、釩酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、富鋰錳基材料等的一種或多種的組合。

19、進一步優(yōu)選的，所述步驟s4中，隔膜為pvdf涂膠隔膜、陶瓷隔膜、pe基膜、pp基膜的其中一種或多種的組合。

20、進一步優(yōu)選的，所述步驟s5中，鋰離子電池為硬殼電池、軟包電池、圓柱電池等鋰離子電池中的一種。

21、本發(fā)明的有益效果：

22、1.采用疏松多孔的金屬鋰界面時，相互連接的多孔金屬鋰界面與石墨極片具有較大的空隙和接觸面積，減少電子通路流失。

23、2.采用疏松多孔的金屬鋰界面可以降低單位面積上的補鋰量，在現(xiàn)階段無法做到超薄鋰帶的情況下，可以做到避免負極金屬鋰補鋰過量的效果，以此降低金屬鋰的使用成本。

24、3.采用多孔疏松多孔的金屬鋰界面，可以增大電解液與負極片間的接觸面積，增強電解液的浸潤性，對循環(huán)性能提升十分明顯。

25、4.金屬鋰帶制備成疏松多孔結(jié)構(gòu)，相同質(zhì)量下的金屬鋰反應(yīng)面積就越大，這樣可以增加散熱面積，降低制備成電芯后的放電溫度，達到提高放電電流的效果，同是也增強了電芯的安全性能。

技術(shù)特征：

1.一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s1中，銅箔包括光箔，微孔銅箔、涂碳銅箔中的一種或者多種組合，銅箔厚度3～20um。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s1中，活性物質(zhì)為人造石墨、天然石墨、軟碳、硬碳、硅碳、硅氧、鈦酸鋰中的一種或多種的組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中，制備金屬鋰箔的方法為擠壓法、擠壓開坯軋制法、鑄板軋制法、粉末冶金法、化學沉積法、熔煉凝固法、鑄型法、攪拌摩擦法、原位生長法等的一種或多種的組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中制備金屬鋰箔的厚度為3μm～20μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中，pet薄膜的種類聚酯pet薄膜、抗靜電pet薄膜、熱封型pet薄膜、聚酯熱收縮pet薄膜等的一種或多種的組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中，pet薄膜的剝離力在0.5gf-10gf之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中，pet兩滾輪之間的壓力在0.1t-50t之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中，將金屬鋰箔覆合至s1負極片，制備復合負極片的方式為壓延、蒸鍍、磁控濺射中的一種或者多種組合，

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中，覆合的金屬鋰是鋰箔、鋰帶、鋰條、鋰塊、帶孔鋰箔、鋰合金等的一種或多種的組合，金屬鋰厚度0.5μm～50μm。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中，將金屬鋰箔覆合至s1負極片，調(diào)整設(shè)備左右滾輪的差速，將鋰帶拉伸，以此形成多種類型的鋰箔紋路。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中，拉伸的鋰箔紋路為雪花界面、龍鱗紋界面、斑馬界面、魚鱗形狀界面、星點狀界面等的一種或多種的組合。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中，金屬鋰密度0.534g/cm3,厚度為3μm～20μm。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s4中，正極材料為鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、磷酸釩鋰、磷酸釩氧鋰、釩酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、富鋰錳基材料等的一種或多種的組合。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s4中，隔膜為pvdf涂膠隔膜、陶瓷隔膜、pe基膜、pp基膜的其中一種或多種的組合。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，其特征在于：所述步驟s5中，鋰離子電池為硬殼電池、軟包電池、圓柱電池等鋰離子電池中的一種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種鋰離子電池預(yù)鋰化極片的制備方法，包括以下步驟：S1、在銅箔上涂覆活性物質(zhì)，制備負極片；S2、在該步驟，選擇電池級的金屬鋰錠作為原料,采用擠壓開坯軋制法制備金屬鋰帶，使用PLC控制的臥式鋰帶擠壓機將其擠壓成厚鋰帶，厚鋰帶再經(jīng)過恒張力多級精軋、恒張力自動收卷制備得到鋰帶；本發(fā)明中，采用疏松多孔的金屬鋰界面時，相互連接的多孔金屬鋰界面與石墨極片具有較大的空隙和接觸面積，減少電子通路流失，采用疏松多孔的金屬鋰界面可以降低單位面積上的補鋰量，在現(xiàn)階段無法做到超薄鋰帶的情況下，可以做到避免負極金屬鋰補鋰過量的效果，以此降低金屬鋰的使用成本。

技術(shù)研發(fā)人員：卓嘉鑫,林旺,譚立怡,藍天錫,劉佳琦,陳慧琳,溫娟
受保護的技術(shù)使用者：江西贛鋒鋰電科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/29