[发明专利]一种锂离子电池负极极片的预处理方法

说明书

本发明公开的一种锂离子电池负极的预处理方法，采用预处理剂对冷压后的锂离子电池负极极片进行预处理，而后将处理后的负极极片放入烘箱干燥，得到预处理负极极片。本发明方法使得锂离子电池负极提前发生膨胀，进而使得锂离子电池在注液后不再膨胀，使得锂离子电池制备过程中总的膨胀率降低，提高了锂离子电池的能量密度；同时由于提前膨胀使得锂离子电池中存在较多通孔，也避免了锂离子电池注液过程中可能发生的涨液问题。

技术领域

本发明属于化学电源技术领域，涉及一种锂离子电池负极极片的预处理方法。

背景技术

自1991年锂离子电池问世以来，绿色能源的应用已经发生了翻天覆地的变化，也潜移默化的改变着人们的生活理念。技术的进步解决了锂离子电池技术上的一个个难题，应用范围也从最初的消费电子扩展到今天的汽车等行业。目前锂离子电池体积能量密度大概在550～600Wh/L，伴随材料和工艺的进步，锂电池能量密度仍在以每年6％左右的增幅增长。但随着石墨负极材料越来越接近理论克容量、正极材料电压越来越难以提高，可以预见目前的电化学体系下，大约3～5年之后，锂电池的能量密度将到达一个无法逾越的屏障。

现阶段提升锂电池能量密度的主要手段有：(1)采用石墨作为负极材料，目前市场上已经出现克容量365mAh/g以上的人造石墨样品，易于压实，性能良好，但这基本上属于石墨可以做到的上限，而硅碳等新型负极材料还不成熟，存在各种难以解决的难题；(2)提高钴酸锂正极材料的电压提高，4.4V钴酸锂正极材料已经全面投入使用，但4.45V及以上电压使用时则遇到很大的困难，高电压的钴酸锂正极材料循环差、安全性能也难以满足要求，三元材料克容量低，镍酸锂结构不稳定，正极材料的改进已经到达瓶颈期；(3)降低各类集流体、隔离膜厚度，虽然可以直接提升锂电池能量密度，但对锂电池安全产生不可估量的影响；(4)工艺改进，改进设备和工序，提高电芯一致性，但需要更换先进设备，投资巨大，改善效果有限。

体积能量密度和电芯容量、电芯平台电压、电芯体积三个因素有关，电芯容量和电芯平台电压在化学体系确定的情况下无法改变，因此，我们需要尽可能降低电芯出货时的体积，即降低电芯的出货厚度，而这取决于锂离子电池负极从冷压到出货的厚度膨胀率。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池负极的预处理方法，解决了现有技术中在提高锂离子电池能量密度的所存在的石墨负极材料越来越接近理论克容量、正极材料电压越来越难以提高，导致电池能量密度难以提高的问题，针对现有技术所存在的问题，对冷压后的锂离子电池负极进行预处理，以消除极片内应力，使其提前反弹，达到降低负极极片膨胀，提高电芯体积能量密度的目的。

本发明所采用的技术方案是，采用预处理剂对冷压后的锂离子电池负极极片在预处理设备上按照相应的预处理方法进行处理，将处理后的负极极片放入烘箱干燥，得到预处理负极极片。

本发明的特点还在于，

其中预处理剂为去离子水、N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇或丙酮中的一种。

其中预处理设备为浸渍设备。

其中预处理方法为浸渍法，具体处理步骤是：

步骤1、将预处理剂放入浆槽中，保持浆槽温度20～25℃；

步骤2、将待处理极片放在浸渍设备上，浸渍驱动辊转动带动放卷轴、上导向辊和下导向辊转动，极片在下导向辊的作用下浸渍在浆槽的预处理剂中，其中浸渍驱动辊的运转速度为30～50r/min，极片和预处理剂的固液比为1：10～20；

步骤3、浸渍后的极片通过转向辊的作用送入烘箱烘燥后再次由转向辊送入入烘箱烘燥，烘箱温度为50～120℃。

步骤4、从烘箱底部送出的极片经浸渍驱动辊和收卷轴的作用送出浸渍设备，完成浸渍。

其中预处理设备为喷涂设备。