[发明专利]金属锂带、预补锂极片及预补锂方法

说明书

本申请提供了一种金属锂带、预补锂极片及预补锂方法。本申请所提供的金属锂带包括锂基材和掺杂于锂基材中的金属元素，所述金属元素包括镁、硼、铝、硅、铟、锌、银、钙、锰、钠中的至少两种；且所述金属锂带的强度σ、宽度w及厚度h满足：σ²‑(w/105h)²＞0。本申请通过金属元素的添加对金属锂带的强度进行调节；同时使调节后的金属锂带的强度与其宽度、厚度形成匹配，确保了在将金属锂带轧制至合理薄度的过程中，避免出现锂带边缘开裂的现象，节省了锂金属资源和生产成本，也使极片获得均匀的预补锂效果。

技术领域

本申请涉及电池领域，尤其涉及一种金属锂带、预补锂极片及预补锂方法。

背景技术

随着新能源电动汽车的高速发展，对锂离子二次电池的需求也井喷式增长。但是目前的锂离子电池能量密度及电池循环性能仍不能满足实际的需求。

预补锂技术不仅可以弥补阳极的首效损失，同时还能提供额外的锂源，从而极大地提升锂离子电池的能量密度及循环性能。现有的预补锂技术中，通常将锂粉通过模具压制在阳极表面，达到补锂效果。但这种补锂的方法在生产的过程中，由于锂粉化学性质活泼容易引发安全事故，且这种补锂方法对车间的环境要求较高。为了提高补锂过程的安全性，可采用锂带进行补锂，但锂带在辊轧过程中易发生锂带边缘开裂的情况，导致轧薄后的锂箔边缘缺料，当将锂箔复合至阳极上时，就出现了阳极部分边缘漏补锂的情况，导致补锂不均匀。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种金属锂带、预补锂极片以及预补锂方法，以解决辊轧过程中的锂带边缘开裂问题。

为了达到上述目的，本申请的第一方面提供了一种金属锂带，其包括锂基材和掺杂于所述锂基材中的金属元素，所述金属元素包括镁、硼、铝、硅、铟、锌、银、钙、锰、钠中的至少两种；且所述金属锂带的强度σ、宽度w及厚度h满足：σ²-(w/105h)²＞0。

本申请的第二方面提供了一种预补锂极片，所述预补锂极片包括由本发明第一方面的金属锂带辊轧形成的锂箔。

本申请的第三方面提供了一种预补锂方法，包括如下步骤：将本申请第一方面的金属锂带辊轧形成锂箔；将所述锂箔复合于极片表面，得到补锂极片。

相对于现有技术，本申请至少包括如下所述的有益效果：

本申请的发明人提出，极片预补锂技术中，在对锂带的辊轧过程中出现锂带边缘开裂问题，主要是锂带的抗拉强度及锂带的厚度、宽度之间的不匹配造成的。具体来说，在辊轧过程中，具有一定抗拉强度的锂带需要承受放卷张力的作用，在张力作用下，锂带会发生塑性变形，即锂带被拉伸，边缘变薄，此时变薄的边缘易形成断口，从而发生锂带裂边现象。在锂带被不断轧薄的过程中，不同厚度及宽度的锂带所承受的张力不同：锂带宽度越宽，所受的张力越大，越容易裂边；锂带厚度越厚，锂带宽度方向上的单位强度就越大，越不易裂边，但是锂带厚度越厚，所需的轧制力也越大，造成很难将锂带轧薄。对此，要么牺牲对补锂锂箔的薄度要求，轧制成较厚的锂箔即用于极片补锂；要么先加大锂带宽度，将其辊轧成锂箔之后，再对锂箔进行裁边，去除不规则边缘。但这两种方法均造成了锂资源的浪费，增加极片预补锂的成本。

可见，锂带的辊轧过程中，在辊压机的常规轧制力及轧制的合理薄度的前提下，锂带的抗拉强度及锂带的厚度、宽度共同影响辊轧效果。本申请所提供的金属锂带中，在锂基材中掺杂了至少两种金属元素，通过金属元素的掺杂对锂带的强度进行调节；同时使调节后的金属锂带的强度σ与其宽度w、厚度h满足：σ²-(w/105h)²＞0，从而实现了锂带的强度及其厚度、宽度的匹配，确保了在利用辊压机的常规轧制力将金属锂带轧制至合理薄度的过程中，避免出现锂带边缘开裂的现象，不仅可以节省锂金属资源和生产成本，还可获得均匀的预补锂效果。

附图说明

图1为实施例2中的金属锂带强度测试结果图；