[实用新型]锂离子电池负极片分步预锂化的装置

说明书

本实用新型公开了一种锂离子电池负极片分步预锂化的装置。所述装置包括用于对锂离子电池负极片进行分步预锂化的第一预锂化单元、第二预锂化单元和末位预锂化单元至少三个预锂化单元，按照对锂离子电池负极片进行分步预锂化工艺的先后顺序方向，所述第一预锂化单元、所述第二预锂化单元依次排列，其余所述预锂化单元排列于所述第二预锂化单元之后，其中，所述末位预锂化单元排列于最末位。所述装置通能够实现锂离子电池负极片分步预锂化，从而有效提高了预锂化的效率，为锂离子电池负极片的规模化合自动化提供了基础。而且所述装置能够保证锂离子电池负极片的均匀补锂和精确补锂。

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极片分步预锂化的装置。

背景技术

锂离子电池以其高电压、高能量密度和长循环寿命等优异性能而被广泛应用于手机和笔记本电池、动力电池及储能电池等。其中手机和笔记本电池已完全被锂离子电池占据，其他种类的电池根本无法达到这些便携式智能设备的严苛要求。随着锂离子电池的应该越来越广，对锂离子电池的要求也越来越高。如对锂离子电池的能量密度等性能要求也越来越高。其中，电极片的性能是影响锂离子电池性能的重要部件之一。

随着电池能量密度的不断提升，现有负极材料的克容量以及压实密度已经到了极限值，因而，硅碳材料的使用将是未来一段时间的热点。与此同时，硅碳材料的首次充放电效率低、膨胀大、长循环会带来材料粉化问题、以及与之相关电解液、胶的匹配问题始终困扰着相关的科研人员。

在电池首次充电过程中，锂离子由正极脱嵌并进入负极，然后在放电过程中由负极脱出并进入正极。而在这个过程中正极材料的容量会有5％到15％左右的衰减，这是由于正极片和负极片表面固体电解质膜(SEI膜)的形成，从而消耗了一定量的锂离子。因此降低了电池的容量，造成电池的首次效率降低，特别是当负极片中的活性物质为硅或锡等合金材料时尤为明显。虽然SEI膜对正负极材料的循环稳定性有益，但它同时也会降低正极材料的容量，所以如何降低或弥补SEI膜形成过程中锂离子的消耗，一直是研究学者们研究的目标。因而，补锂、预锂化等技术越来越受到广大科研人员的关注，并且在相关的领域已经有了一些进展。

如目前公开的一种锂离子电池负极材料的预锂化方法：首先将锂金属锂嵌压在集流体上，然后通过导线与负极相连，通过控制导线的阻值来控制预锂化的速度；其次将嵌压后的金属锂用不与电解液反应的物质(石蜡、隔膜、铜箔包裹起来，并在包裹表面预留两个孔，通过控制孔的大小和导线的阻值大小来控制预锂化速度。该方法虽然能够实现锂离子电池负极材料的预锂化，但是预锂化效率低，不具有大批量生产的可能性。

在公开的另一种预锂化的方法中是首先需要制备硅碳负极；其次，手套箱中，电解槽中二步电流电沉中，再次，浸泡在DMC中洗去表面锂，最后，烘干后的到预锂化的电极；通过控制电流的大小和时间达到沉积不同厚度的预锂化硅碳负极。该方法虽然能够实现锂离子电池负极材料的预锂化，但是预锂化效率低，不具备自动化，更不具有大批量生产的可能性。

在公开的一种向锂离子电池负极补充锂粉的方法，首先通过投料装置在密闭的空间里撒锂粉；其次喷撒完，打开挡板和直流电源，在震动和电场的作用下锂粉均匀的喷撒在负极表面；通过控制走带速度来控制补锂的量；再次通过辊压将锂粉和负极压在一起。这个专利实际上考量设备的能力，本身锂粉比较轻，比表面积也比较大，如何控制精确补锂，均匀补锂，将是很大的难点。

在公开的另一种向锂离子电池负极片补锂的方法中：首先，将锂粉溶解于有机溶剂中，所述有机溶剂为联苯和二甲氧基乙烷中的至少一种；其次，将有机锂溶液喷洒或滴加于负极片表面；再次在惰性气氛中，将负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负极片中，然后干燥负极片；完成补锂；通过喷撒、浸泡时间，溶液浓度等方面来控制补锂量。但是该方法存在的问题依然是锂粉的高活性以及环境的控制问题，极片锂粉辊压装置及方法。