[发明专利]一种磁化制备SEI膜的方法

说明书

本发明涉及新能源材料领域，尤其涉及一种磁化制备SEI膜的方法。所述制备方法包括以下制备步骤：将阴极片、阳极片和隔离膜组装为裸电芯，在裸电芯外包装外壳后注入电解液，静置至阴极片和阳极片均被充分浸润，得到预制电芯；将预制电芯置于化成机中化成，化成时对预制电芯施加磁场，在磁场作用下进行化成处理，化成处理结束后在阳极片表面形成SEI膜。通过本发明方法所制得的SEI膜用于电池中时，充放电效率、循环性能以及倍率性能均能够得到显著的优化提升。

技术领域

本发明涉及新能源材料领域，尤其涉及一种磁化制备SEI膜的方法。

背景技术

锂离子电池的发展已经在便携式电子设备中提供了快速的进步，并使得电动汽车的实现成为可能。但是，石墨的还原电位低，需要生成固态电解质相（SEI）来钝化电极表面才能实现长期循环。

SEI膜，全称solid electrolyte interface，固体电解质界面(膜)，顾名思义，它就是具有固体电解质性质的钝化膜层。SEI是Li⁺的优良导体，能够让锂离子在其中进行传输，进入到石墨表面，进行脱嵌锂工作。同时又是良好的电子绝缘体，能够有效的降低内部的短路概率，改善自放电。更为重要的是，它能有效效防止溶剂分子的共嵌入，避免了因溶剂分子共嵌入对电极材料造成的破坏， 因而大大提高了电极的循环性能和使用寿命。但是，SEI在形成过程中消耗了部分锂离子，使得首次充放电不可逆容量增加， 降低了电极材料的充放电效率。在循环过程中，SEI不断的增长，消耗电解液，会造成容量的加速衰减。

此外，许多不同的研究小组报告SEI中存在许多不同的化合物。然而，其复杂性的来源仍不清楚。另外，以前有报道说，SEI在长期循环后会发生变化，从而导致SEI中无机物的含量更高。然而，SEI演化的机理尚不清楚。在过去的几十年中，学术界花费了大量的精力来研究电压、盐、溶剂和添加剂在SEI的形成和后续演变中的作用。

如中国专利局于2015年8月26日公开的锂离子电池固体电解质膜（SEI膜）及其制备方法的发明专利申请，申请公开号为CN104868161A，其通过改进电解液体系，即添加了特殊的添加剂形成有利于成膜的特殊电解液，提高SEI膜的循环容量保持率以及高温存储性能。

又如中国专利局于2016年9月7日公开的锂离子电池阳极SEI膜及其制备方法的发明专利授权，授权公开号为CN102610774B，其控制化成条件形成若干层叠加的复合SEI膜，并且通过控制每层膜的化成参数，调控所形成复合SEI膜的形貌，以实现提高电芯能量密度的目的。

还如中国专利局于2018年8月28日公开的一种可优化SEI膜性能的锂离子电池化成方法的发明专利授权，授权公开号为CN106058326B，其通过针对电解液中的成膜添加剂进行优化调控化成条件，提高化成品质，进而实现提高电池整体性能的目的。

但是，上述方案均无法对脱嵌锂这一过程形成有效的优化，导致其充放电效率、循环性能等提升均较为有限。

发明内容

为解决现有的SEI膜使用时存在充放电效率较低，并且长期循环后SEI膜上锂离子嵌入量较大，产生较大的不可逆容量损耗，而现有的改进工艺均无法有效解决等问题，本发明提供了一种磁化制备SEI膜的方法。本发明的目的在于：一、通过改进SEI膜的制备工艺提高电池的充放电效率；二、通过改进SEI膜的制备工艺提高电池的循环性能；三、通过改进SEI膜的制备工艺提高电池的倍率性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种磁化制备SEI膜的方法，

所述制备方法包括以下制备步骤：

1）将阴极片、阳极片和隔离膜组装为裸电芯，在裸电芯外包装外壳后注入电解液，静置至阴极片和阳极片均被充分浸润，得到预制电芯；