[实用新型]一种锂离子电池负极极片双面补锂装置

说明书

本实用新型涉及一种锂离子电池负极极片双面补锂装置。包括极片收、放卷机构、两套电解质收、放卷机构、两套锂源收、放卷机构，带状待补锂负极极片的两侧由内而外依次为带状固体电解质和带状锂源，补锂装置还包括将带状锂源、固体电解质和待补锂负极极片贴合的贴合辊，补锂装置还包括与带状锂源电连接的正极供电件以及与待补锂负极极片电连接的负极供电件。本实用新型提供一种锂离子电池负极极片双面补锂的新技术，通过电池原理实现对负极极片补锂，相对于容易断带的超薄锂带压合补锂、需要解决烘干问题的使用电解液补锂、对颗粒均匀性要求较高的锂粉补锂等三种技术而言，工序简单高效，而且加工出的产品的质量较高，具有广阔的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池负极极片双面补锂装置。

背景技术

硅用作锂离子电池负极材料时具有很大的理论比容量，远大于石墨材料的理论比容量，开发硅基负极材料对于提高锂离子电池能量密度具有重要意义。但单质硅储锂后体积膨胀严重，导致硅负极涂层粉化、从集流体上脱落，循环寿命极差，不具有实用价值。而硅氧材料作锂离子电池负极材料时，可以大大改善了储锂后体积膨胀问题，但是硅氧材料的首次效率只有约70％，远低于石墨材料的首次效率(约90％)。为了改进首次效率偏低的问题，在硅氧负极上补充金属锂作为一种思路，受到了广泛认同。对于在负极上补锂的实现方法，国内外专家展开了大量的探索和实践，以下为几种常见的方式：

申请公布号为CN 102779975 A的专利：在待补锂负极极片上方设置储存锂粉的喂料槽，实施补锂时，锂粉在电场作用下吸附在负极片表面，然后经过辊压使锂粉牢固的粘附在负极片表面，从而实现补锂。这种方法能实现在电极表面均匀补锂的前提条件是锂粉颗粒要小且均匀、压辊的表面平整度极高、压辊应尽可能少粘附锂粉。

申请公布号为CN 105489846 A的专利：通过辊压复合锂带与待补锂电极，将锂带粘附到待补锂电极上，从而形成补锂电极，同时作为复合锂带基体的第一基材剥离、收卷。这种方法实用化的前提条件是能获得超薄的锂带(厚度一般小于10μm)、压辊的表面平整度应极高(以避免不均匀)。

申请公布号为CN 105702943 A的专利：先制备负极材料与导电剂的混合粉末，将混合粉末装入导电料槽，滴加电解液至混合粉末浸润，采用不锈钢垫片将滴加了电解液的混合粉末压实，在不锈钢垫片上设置隔膜，在隔膜上设置垫片，在垫片上再设置锂片，通过装置将所有部件密封在一起，然后采用电池测试系统对密封装置化成，从而实现负极材料预嵌锂。

申请公布号为CN 204966620 U的专利：供锂装置和待补锂负极极片保持接触、共同浸没在电解液中，由于供锂装置和待补锂负极极片接触，因此具备电子通道，又由于二者共同浸没在电解液中，二者之间也具有离子通道，其补锂机理相当于一个内短路的半电池，锂离子从供锂装置脱出，在待补锂负极极片上得电子还原，因此可实现补锂。

上面列举了常见的几种补锂方式，总结起来，有以下问题：采用锂粉进行补锂的方式对锂粉颗粒的均匀度要求极高，且要求压辊的表面平整度极高，在实际使用过程中很难保证该苛刻的条件，从而导致补锂质量不高；采用超薄锂带压接方式，超薄金属锂带目前并不容易获得，特别是要求厚度误差极小的超薄锂带，假设要补一层3μm的锂，如果某个点多出0.1μm，那该点即比平均值大3.33％，采用超薄锂带补锂的难点在于首先要获取超薄锂带，即使解决了超薄锂带获取的问题，也还要面临超薄锂带易褶皱、极易断裂的问题；补锂需要用到电解液的，要解决好预嵌锂粉末干燥或者补锂后电极干燥的问题。

在此背景下，开发新的补锂技术十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种简单有效、补锂均匀且效率高的锂离子电池负极极片双面补锂装置。

为实现上述目的，本实用新型的锂离子电池负极极片双面补锂装置采用如下的技术方案：