[发明专利]锂电池负极预锂方法以及预锂装置

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池生产技术领域，特别是涉及一种锂电池负极预锂方法以及预锂装置。

背景技术

锂离子电池具有输出电压高，无记忆性效应等优点，目前已经广泛被手机电池，电动汽车行业所应用；同时，提高锂离子电池性能也成为锂电行业内最关注的问题，特别是提高锂电池容量和延长锂电池的使用寿命。

锂电池生产过程中有一个重要工序是化成，其目的是在锂电池首次充电过程中使其负极表面形成固体电解质膜(SEI膜)。但是SEI膜的形成会消耗部分锂，由此而造成材料锂的损失，电池容量也由此降低。另外，在锂电池循环使用过程中，SEI膜会持续消耗和修复，正负极内部死锂会持续增加，电池的容量持续下降，导致了电池循环寿命降低。

为了减少电池在首次充放电及循环使用中锂离子不可逆的消耗造成的容量下降问题，对锂离子电池负极极片进行预先补充部分活性锂，从而改善锂离子电池性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种锂电池负极预锂方法及预锂装置。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种锂电池负极预锂方法，主要通过将未涂布负极材料的铜箔和锂箔，在精密辊压机冷压作用下，压合成预锂的铜箔复合材料，再使铜箔复合材料经过涂布、烘干、辊压等工序形成预锂的锂电池负极极片。具体包括以下步骤：

步骤1：使锂箔位于铜箔两侧，将铜箔与锂箔进行导向后同步送入设置好的两个压辊的间隙中进行辊压，且使锂箔与同侧的压辊之间具有包角，经过辊压之后形成预锂复合铜箔；预锂复合铜箔，包括从上到下辊压在一起的第一锂箔、铜箔和第二锂箔，所述第一锂箔和第二锂箔的宽度相等，且小于铜箔的宽度，所述第一锂箔和第二锂箔位于铜箔的居中位置。

步骤2：预锂的复合铜箔材料经过负极材料涂布和二次辊压后，形成预锂的锂电池负极。其中，复合铜箔材料上涂布的是一种负极材料，涉及到锂电池生产制作的配方，是锂电池生产的核心技术，与本发明中“预锂工艺方法”关联度不大，因此，此处不做赘述。

进一步，在步骤1之前还包括下列步骤：将铜箔或者锂箔进行展平。

一种锂电池负极预锂装置，包括用于辊压的上辊轮和下辊轮，以及用于第一锂箔导向的第一导向托辊、用于铜箔导向的第二导向托辊和用于第二锂箔导向的第三导向托辊，所述第一导向托辊的位置使第一锂箔和上辊轮形成包角α1，所述第三导向托辊的位置使第二锂箔和下辊轮形成包角α2，第一锂箔、铜箔和第二锂箔从上到下辊压在一起形成预锂复合铜箔。

进一步，所述包角α1和包角α2的差值不得超过±0.1°。

优选的，所述包角α1和包角α2的范围为2°～12°。

进一步，还包括分别用于第一锂箔、铜箔和第二锂箔展平的第一展平托辊、第二展平托辊和第三展平托辊，所述第一展平托辊、第二展平托辊和第三展平托辊分别位于第一导向托辊、第二导向托辊和第三导向托辊的上游工序。

具体的，所述第一展平托辊和/或第二展平托辊和/或第三展平托辊上布置有人字纹。

铜箔锂箔的压制工艺：铜箔锂箔在压制前，先经过带有人字纹的展平托辊，使铜箔锂箔受到两个大小相等从中间向两侧的张力，铜箔锂箔在张力作用下保持表面平整不起皱褶；人字纹托辊可根据使用情况设置一组或者多组；铜箔锂箔在进入辊压机间隙前需经导向托辊调整其方向，导向托辊的位置可通过丝杠精确调整，保证铜箔锂箔以稳定的速度和方向进入辊压机辊压区域；导向托辊可根据使用情况设置一组或者多组；辊压机由上下两个辊轮组成，通过调整下辊轮，控制轧制力的强度；铜箔锂箔经过精密辊压机冷轧作用后，形成预锂的复合铜箔材料。

本发明的有益效果是：

1)直接将锂箔与铜箔复合，机构设置简单，制作成本较低。

2)采用锂箔对称于铜箔的布置形式，在辊轮对称布置的结构中，辊压力均匀，上下辊轮运行协调平稳，辊压效果更佳。

3)锂箔质软，锂箔与辊压装置上下滚轮包角的设置的效果在于：辊轮的托平作用使锂箔在辊压力作用前，表面平整，形状平稳；沿着箔材送料方向，辊压间隙增加了一段由宽到细的区域，起到辊压缓冲的作用。

4)金属锂因其化学活性高不能应用于焊接工艺。锂箔铜箔宽度等差布置，其效果在于：预留的铜箔宽度用于制作锂离子电池电芯极耳，极耳需与锂离子电池电芯保持架焊接。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明实施例所提供的负极预锂方法整体结构示意图；