[发明专利]一种极片膜及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种极片膜及其制备方法和用途，所述极片膜包含呈网络化结构的聚合物及粘结在所述聚合物表面的粉体，粉体包括活性材料及辅料，辅料包含补锂添加剂；由其所得电池具有高的首效和容量及优异的循环性能；其制备方法包括将活性材料、辅料及可纤维化聚合物预混，在剪切力作用下使可纤维化聚合物拉丝形成纤维，辅料中包含补锂添加剂，之后经热压处理至预设厚度，得到极片膜；采用上述方法整个过程中无需引入任何溶剂，避免了溶剂存在造成的补锂量衰减及需进一步烘烤去除溶剂的繁琐工艺，且能精确控制补锂量，同时，采用上述方法，补锂添加剂均匀混合到电极粉体内，能实现更加均匀的补锂，避免存在补锂梯度的问题，且制备方法操作简单。

技术领域

本发明属于电池领域，涉及一种极片膜及其制备方法和用途。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，对车用动力电池能量密度以及安全性能的要求不断提升。预计到2025年，动力电池能量密度将达到500Wh/kg以上。随着动力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、以及与相关电解液、胶的匹配问题始终困扰着相关的科研人员，严重制约了高能量密度动力电池的发展，影响人们对于长续航新能源汽车的需求。补锂、预锂化等技术作为一种切实有效的手段，在提高电芯首效，循环寿命方面等具有很大的应用前景，尤其是对于采用硅碳负极的电芯体系，效果尤其明显。

从现有的公开专利文献分析，目前主要的补锂技术主要以采用锂粉或锂箔补锂、电化学补锂、补锂添加剂补锂以及正极补锂等为主要研究方向，其中，锂粉补锂和锂箔补锂被认为是最有可能商业化的两种补锂方式。

CN105336914B公开了一种具有复合导电壳层的稳定化锂金属粉末以及利用该粉体进行预锂化处理阳极片，可以显著提高阳极片的首效；比亚迪股份有限公司CN105762328B公开了一种钝化锂粉及其制备方法，通过将钝化锂粉添加到电池的正极材料中，能够可控的达到补锂的目的，制备得到的电池具有较高的能量密度。

目前的可实现产业化的补锂技术中，以锂粉及超薄锂带补锂为主要研究趋势，但是超薄锂带的制备过程中，对工艺和设备要求较高，需要高精度的辊压机设备及一些特定的保护膜、润滑油进行辅助；而且目前锂带厚度很难做到3μm以下，如果直接采用3μm以上锂带补锂，对于现有大部分体系来说是补锂过量的，在电芯循环过程中很容易导致极片析锂，造成电池短路。锂粉补锂可以实现更加精准的补锂量控制，但锂粉质量较轻，极易发生团聚，且危险性更高，这就给工业化生产带来了诸多不便。目前多采用湿法补锂，①将锂粉与溶剂和稳定剂充分分散，采用一定的方式分散于负极片上，但大多分散效果一般且需要对极片进行进一步的干燥处理，以除去残留的溶剂；②直接在极片混料过程中，加入钝化的锂粉，此方法对于混料工艺的要求更加苛刻，增加了惰性溶剂的选择，工艺步骤繁琐。

因此，开发一种制备过程无需溶剂、操作简单，且能实现精准控制补锂量的极片膜及其制备方法仍具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种极片膜及其制备方法和用途，所述极片膜包含呈网络化结构的聚合物及粘结在所述聚合物表面的粉体，粉体包括活性材料及辅料，辅料包含补锂添加剂；由其所得电池具有高的首效和容量及优异的循环性能；其制备方法包括将活性材料、辅料及可纤维化聚合物预混，在剪切力的作用下拉丝形成纤维，所述辅料中包含补锂添加剂，之后经热压处理至预设厚度，得到极片膜；采用上述方法整个过程中无需引入任何溶剂，避免了溶剂存在造成的补锂量衰减及需进一步烘烤去除溶剂的繁琐工艺，且能精确控制补锂量，同时，采用上述方法，补锂添加剂均匀混合到电极粉体内，能实现更加均匀的补锂，避免了存在补锂梯度的问题，且制备方法操作简单。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种极片膜，所述极片膜包含呈网络化结构的聚合物及粘结在聚合物表面的粉体，所述粉体包括活性材料及辅料，所述辅料包含补锂添加剂。