[发明专利]制备补锂负极的方法以及补锂负极

说明书

本申请提供了一种制备补锂负极的方法，所述方法包括：1)预压步骤：将未压实的负极和超薄锂箔或锂合金箔辊压得到预成型的补锂负极，其中所述超薄锂箔或锂合金箔与所述未压实的负极的负极活性材料层接触；和2)二次辊压步骤：将所述预成型的补锂负极再一次辊压以将其厚度减小10％至30％，得到补锂负极。本申请还涉及通过上述方法制备的补锂负极。

技术领域

本发明属于储能技术领域，特别涉及锂离子二次电池中补锂负极的制备工艺。

背景技术

2025年动力电池的能量密度要达到400wh/kg。为了达到如此高的能量密度，需要对电池的正负极进行改进，例如负极采用掺硅技术。掺硅或氧化亚硅的负极首效低，需要额外补充锂源来提高首效，同时提升能量密度。目前直接在压实好的负极表面补锂，在大压力情况下，金属锂与负极复合时负极变形严重，极片表面有褶皱破损，采用刀模冲片时，电池极片已破损，无法组装电池使用；在小压力情况下，复合时会存在金属锂转移不完全的情况，导致负极表面补充的金属锂不充分，不好准确计算补锂量，实际应用过程中补锂量不可控。。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以克服现有技术中存在的上述问题的制备补锂负极的方法。

本发明的目的可以采用如下技术方案来实现。

本发明的一个方面提供了一种制备补锂负极的方法，所述方法包括：

1)预压步骤：将未压实的负极和超薄锂箔或锂合金箔辊压得到预成型的补锂负极，其中所述超薄锂箔或锂合金箔与所述未压实的负极的负极活性材料层接触；和

2)二次辊压步骤：将所述预成型的补锂负极再一次辊压以将其厚度减小10％至30％，得到补锂负极。

在一些实施方案中，将所述补锂负极卷成卷，并将所述卷真空冷冻储存。

在一些实施方案中，真空冷冻储存的温度在-10℃至0℃的范围内，并且真空度在-80kPa至-95kPa的范围内。

在一些实施方案中，所述超薄锂箔或锂合金箔的厚度在1至50μm的范围内，优选地在1至20μm的范围内，或者更优选地在1至10μm的范围内

在一些实施方案中，所述未压实的负极是通过以下方式得到的：将包含负极活性材料、粘结剂和导电剂的浆料涂布到集流体上并进行干燥。

在一些实施方案中，所述负极活性材料选自石墨材料、硅碳材料、石墨-氧化亚硅材料、纳米硅材料、氧化亚硅材料和锡基材料。

在一些实施方案中，所述超薄锂箔或锂合金箔包括用于支撑金属锂层或锂合金层的支撑膜，其中所述金属锂层或锂合金层在长度方向上是连续或者间歇的，或者在宽度方向上是连续或者间歇的。

在一些实施方案中，锂合金为金属锂与Ag、Al、Au、Ba、Be、Bi、C、Ca、Cd、Co、Cr、Cs、Fe、Ga、Ge、Hf、Hg、In、Ir、K、Mg、Mn、Mo、N、Na、Nb、Ni、Pt、Pu、Rb、Rh、S、Se、Si、Sn、Sr、Ta、Te、Ti、Y、V、Zn、Zr、Pb、Pd、Sb和Cu中一种或多种的合金。

在一些实施方案中，锂合金中金属锂的含量(以重量计)在50％至99.9％的范围内，优选地在80％至95％的范围内。

在一些实施方案中，步骤1)和2)中的辊压的压力各自独立地在0.1至50MPa的范围内，优选地在1至20MPa的范围内。

在一些实施方案中，所述二次辊压在轧辊具有防粘层的情况下进行。

在一些实施方案中，所述防粘层包括白油或硅油。

在一些实施方案中，借助喷涂、辊涂、刮涂或微凹涂布的方式将所述防粘层涂布到轧辊表面。

在一些实施方案中，所述防粘层的厚度在0.05至5μm的范围内。