[发明专利]一种锂离子电池正极材料的预锂化方法

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体为一种锂离子电池正极材料的预锂化方法。该预锂化方法采用Li₂CuO₂作为预锂化试剂，具体包括以下步骤：将预锂化试剂，正极材料、导电剂和粘结剂按照一定的重量比例混合制备浆料，然后控制一定厚度涂布于铝箔集流体上。经干燥，辊压等步骤得到锂离子电池极片。本发明所涉及的制备方法流程简单，易于实现工业化，将其应用于锂离子二次电池可提高首圈库伦效率以及能量密度。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料的预锂化方法。

背景技术

锂离子电池作为一种重要的储能设备已广泛应用于手机电脑等电子产品。传统的锂离子电池由过渡金属氧化物正极以及石墨负极构成。由于石墨负极在首次充放电过程中形成SEI膜会消耗正极材料中的活性锂离子，导致锂离子电池首圈库伦效率较低，从而限制了锂离子电池能量密度的提升。另一方面，为了防止锂枝晶的析出以及提升锂离子电池的安全性能，通常会在电池中匹配过量的负极材料，这进一步导致锂离子电池的能量密度下降。因此，如果能在正极极片中添加过量的锂离子以弥补负极材料中首圈损失的锂，将是一种非常有前景的提升锂离子电池首圈库伦效率以及能量密度的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极材料的预锂化方法，以提升锂离子电池的首圈库伦效率及能量密度。

本发明所提供锂离子电池正极材料的预锂化方法，具体步骤如下：

将预锂化试剂、正极材料、导电剂和粘结剂混合浆料，然后控制厚度涂布于铝箔集流体上；经干燥，辊压，80℃下真空干燥12 h得到锂离子电池极片。

本发明中，所述的预锂化试剂为Li₂CuO₂。

本发明中，所述的正极材料为镍钴锰酸锂，钴酸锂，镍钴铝酸锂，镍锰酸锂，磷酸锰锂正极材料中的一种或几种。

本发明中，所述的导电剂为Super P，科琴黑，乙炔黑，石墨烯，导电石墨中的一种或几种。

本发明中，所述的粘结剂为PVDF，PTFE中的一种或几种。

本发明中，所述的（预锂化试剂+正极材料）、导电剂和粘结剂的重量比例为（0.6~0.95）:（0.02~0.4）:（0.02~0.4），其中预锂化试剂与正极材料的重量比为（0.02~0.2）:（0.8~0.98）。

本发明中，所述的涂布厚度的范围在30-150 um。

本发明中，所述的预锂化试剂（Li₂CuO₂）的制备方法如下：将铜源与锂源按1:（1-3）摩尔比球磨混合4h，置于马弗炉中烧结，然后快速冷却到室温，将所得材料破碎研磨得到预锂化试剂Li₂CuO₂。

本发明中，所述的铜源为醋酸铜，碳酸铜，氧化铜，碱式碳酸铜中的一种或几种。

本发明中，所述的锂源为碳酸锂，氢氧化锂，醋酸锂中的一种或几种。

本发明中，所述的烧结温度为600-900℃，预烧时间为1-15小时。

本发明提出的锂离子电池正极材料的预锂化方法具有如下优势：预锂化试剂制备简单，可直接应用于现有的锂离子电池制浆体系。将其应用于锂离子电池时，显著提高了电池的首圈库伦效率以及能量密度。

附图说明

图1是实施例1所得预锂化材料的XRD图。

图2是实施例1所得半电池的首圈充电曲线。

具体实施方式