[发明专利]一种用于芳香烃类化学预锂化的装置

说明书

本发明公开了一种用于芳香烃类化学预锂化的装置，用于完成锂电池硅负极极片的预锂化，采用模块化结构，分为三个模块，依序为：预锂化模块、清洗模块和烘干模块。本发明装置使用方式为：在相对湿度≤30%的环境下，对已经涂布好的锂电池硅负极极片采用芳香烃类化学预锂化，并在预锂化完成后对极片表面进行喷淋清洗，去除残留在表面的预锂化试剂，最终将极片烘干即可获得完成预锂化的锂电池硅负极极片。采用此本发明装置预锂化后的锂离子电池硅负极极片可大幅提高首次效率，从而避免其在首次充放电过程中由于生成固体电解质膜导致锂离子损失。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，特别涉及一种用于芳香烃类化学预锂化的装置。

背景技术

随着社会需求的不断增长，锂离子电池传统石墨负极比容量（理论比容量为372mAh/g）已越来越不能满足各行业发展需要。硅基负极材料因其具有很高的理论比容量（硅的理论比容量为4200 mAh/g）被认为是下一代负极材料备选材料之一。由于硅基负极材料在首次充放电过程中会消耗大量锂离子在其表面生成固体电解质膜，从而导致其首次效率很低，严重制约了其在电池中的应用。预锂化是提高硅基负极材料首次效率的有效方法，其中采用芳香烃类化学预锂化方法避免了直接采用金属锂预锂化出现的枝晶、副产物等问题，以及对生产环境中水、氧含量的苛刻要求，同时还可对预锂化工序进行定量控制。

发明内容

本发明目的在于：提供一种用于芳香烃类化学预锂化的装置。

本发明的再一目的在于：提供上述装置的使用方法。

本发明目的通过下述方案实现：一种用于芳香烃类化学预锂化的装置，用于完成锂电池硅负极极片的预锂化，采用模块化结构，分为三个模块，依序为：预锂化模块、清洗模块和烘干模块。

在上述方案基础上，所述的预锂化模块中，采用醚类有机物作为溶剂、芳香烃类锂盐作为预锂化试剂对硅负极极片进行预锂化，所述的醚类有机物为四氢呋喃或乙二醇二甲醚中的一种或两种；所述的芳香烃类锂盐为苯锂、萘锂、联苯锂及这其芳香烃衍生物锂盐。

在上述方案基础上，所述的清洗模块中有喷淋装置，清洗液为四氢呋喃或乙二醇二甲醚中的一种或两种，并采用喷淋装置对预锂化的硅负极极片进行清洗。

在上述方案基础上，所述的烘干模块采用热风干燥预锂化的硅负极极片。

其中，所述的硅负极极片含有硅或氧化亚硅中的一种或两种。

本发明还提供了一种所述的一种用于芳香烃类化学预锂化的装置的使用方式，在相对湿度≤30%的环境下，对已经涂布好的锂电池硅负极极片由设在装置前端的放卷装置放卷、由导辊引导，依次经过预锂化模块、清洗模块和烘干模块后由收卷装置收卷，所述的预锂化模块中采用芳香烃类化学预锂化，并在预锂化完成后在清洗模块内对硅负极极片表面进行喷淋清洗，去除残留在表面的预锂化试剂，然后，将清洗后的极片在烘干模块内烘干，即可获得完成预锂化的锂电池硅负极极片。

通过控制放卷装置和收卷装置的卷绕速度控制硅负极极片的预锂化、清洗和烘干的时间。

一种用于芳香烃类化学预锂化的装置，其结构分为预锂化模块、清洗模块和烘干模块。

优选的，装置要求的相对湿度≤30%。

优选的，芳香烃类锂盐为联苯锂以及联苯衍生物锂盐。

优选的，醚类有机溶剂为四氢呋喃或乙二醇二甲醚中的一种。

优选的，清洗溶剂与预锂化有机溶剂一致。

优选的，硅负极材料为碳包覆的氧化亚硅材料。

本发明优越性于：控制方便，采用此本发明装置预锂化后的锂离子电池硅负极极片可大幅提高首次效率，从而避免其在首次充放电过程中由于生成固体电解质膜导致锂离子损失。

附图说明