[发明专利]一种锂离子电池负极补锂电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池负极补锂电极及其制备方法，对负极材料或极片经预锂处理后的预锂电极，所述预锂电极的表面涂覆有有机薄膜层，所述有机薄膜层是由电解质锂盐溶解于有机溶剂构成。本发明通过在预锂电极的表面涂覆电解质锂盐制成的有机涂覆液，在预锂电极的表面形成有机薄膜层，防止预锂电极的预锂层被氧化，提升锂离子电池的首次效率、循环稳定性和加工性能，同时降低生产环境对补锂电极的影响。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极补锂电极及其制备方法。

背景技术

近年新能源领域高速发展，国家正常对新能源补贴标准要求逐渐严格，普通锂离子电池能量密度提升速度逐步放缓，传统锂离子电池制备工艺已经逐渐接近能量上限，已经很难满足市场对新能源电池的要求。补锂技术的开展具有在相同情况下提升锂离子单体电池容量的优势，逐渐引起研究者的广泛关注。

目前常用的负极材料石墨逐渐接近其比容量上限，单体电池能量密度在高压实密度等方面较难出现很大突破，而在使用补锂工艺的辅助下，石墨负极锂离子单体电池容量可4%~6%左右的提升。

目前处在发展中的负极材料硅基，由于存在体积膨胀高的缺点，导致形成SEI膜，消耗Li⁺偏高，首次效率明显偏低。在补锂工艺的辅助下，硅基负极锂离子单体电池的容量可以提升8%~13%左右。

随着对高能量密度的追求，针对石墨和硅基负极材料制备的锂离子电池，也都面临着提升循环寿命的需求，锂离子电池补锂技术也备受关注。在电极预锂后，电极中或表面的锂活性较高，在普通环境中极易与水和空气发生化学反应，极片加工性能和安全性能都很差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种锂离子电池负极补锂电极及其制备方法，通过在预锂电极上涂覆有机薄膜层防止预锂层被氧化，提升锂离子电池的首次效率、循环稳定性和加工性能，同时降低生产环境对补锂电极的影响。

本发明为了达到上述目的，采用以下技术方案：

一种锂离子电池负极补锂电极，包括对负极材料或极片经预锂处理后的预锂电极，所述预锂电极的表面涂覆有有机薄膜层，所述有机薄膜层是由电解质锂盐溶解于有机溶剂构成。

在所述预锂层的表面涂覆有有机薄膜层，所述有机薄膜层是由电解质锂盐溶解于有机溶剂构成。进一步方案，所述电解质锂盐为双草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。

进一步方案，所述的有机溶剂为乙醇、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、丙酮中的一种或多种。

优选的，所述的有机薄膜层厚度为1~20μm。

本发明的另一个目的在于提供一种负极补锂电极的制备方法，包括以下步骤：

（1）将制备好的负极材料或极片进行预锂处理后，制得预锂电极；

（2）将电解质锂盐加入有机溶剂中，用机械搅拌桨搅拌4~8h，制成涂覆液，备用：

（3）将涂覆液均匀涂覆在预锂电极的一面，置于45~120℃条件下真空干燥，预锂电极的另一面重复上述涂覆干燥工艺，制得负极补锂电极。

优选的，所述负极极片采用的负极活性物质为石墨、硅基、锡基、氧化物中的一种。

进一步方案，步骤（1）所述的预锂方法为直接混合法、接触预锂法、电化学预锂法、化学预锂法、气相沉积法中的一种。

进一步方案，步骤（1）所述的预锂方法采用的锂源为纯锂、钝化锂、锂化合物中的一种。

优选的，所述锂源的形态为粉末状、带状或块状。

进一步方案，步骤（3）所述的涂覆方法为转移式或挤压式。