[发明专利]一种硅基负极的预锂化处理工艺及装置

摘要

本发明提供一种硅基负极的预锂化处理工艺，包括匀浆，涂布，二步恒电流脉冲沉积方法电沉积金属锂，DMC浸泡，烘干等步骤，本发明同时提供一种硅基负极的预锂化处理装置，包括电解槽，工作电极，对电极和导线，其中对电极为两片。采用本发明可以有效提高硅碳负极首次充放电效率，可改善硅碳负极的循环寿命。

主权项

一种硅基负极的预锂化处理工艺，其特征在于，步骤如下：(1)将650mAh/g的硅碳粉末、导电剂SP、羟甲基纤维素(CMC)和丁苯橡胶(SBR)按照90：3‑8：1‑5：1‑5的质量比进行匀浆，完成后在铜箔上涂布，单面涂布面密度为1‑4mg/cm2，制成硅基负极；(2)在控制水蒸气含量小于1ppm，氧气含量小于1ppm的手套箱内，用装有电解液的电解装置，以金属锂片作为对电极，硅基负极作为工作电极，在工作电极上进行电沉积金属锂；(3)在嵌锂电解液中，以二步恒电流脉冲沉积方法进行电沉积金属锂：(a)以1‑10mA/cm2的电流密度，持续放电1‑20s；(b)搁置2‑40s；(c)以5‑40mA/cm2的电流密度，持续放电1‑20s；(d)搁置2‑40s；(e)以1‑10mA/cm2的电流密度，持续放电1‑20s，并重复3‑10次；(4)在手套箱内，将预锂化处理后硅基负极在碳酸二甲酯(DMC)溶液中浸泡20‑60min；(5)烘干后即得预锂化后的硅基负极；其中所述嵌锂电解液中电解质为浓度0.2‑1M的LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAlO4、LiOH、Li2CO3、CH3COOLi、LiNO3、LiB(C2O4)2、LiP(C6H4O2)3、LiPF3(C2F5)3、LiN(SO2CF3)2中的至少一种，所述嵌锂电解液是由体积比3：3‑6：1‑4的乙基碳酸酯(EC)、甲乙基碳酸酯(EMC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)组成。