[发明专利]一种锂离子电化学储能器件的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电化学储能器件的制备方法，其特征在于，包括：

将电芯的负极与金属锂电极短接，并在所述电芯与金属锂电极之间设置分隔两者的隔膜，将所述电芯、金属锂电极和隔膜封装于壳体内；所述负极由负极集流体和设置其上的负极活性成分层组成，所述负极活性成分层的厚度为20-90微米；所述电芯的正极由正极集流体和设置其上的正极活性成分层组成，所述正极活性成分层的厚度20-180微米；

在所述壳体中预埋至少一根第一管道，所述第一管道的一端置于所述壳体内部，另一端延伸出所述壳体与第二管道连通，将所述壳体热封；

通过所述第二管道对所述壳体内部抽真空，注入电解液，阻断所述第一管道和所述第二管道的连通，通过电化学方法对所述电芯的负极进行预嵌锂；

将所述正极和所述负极连通进行充放电后，再次连通所述第一管道和所述第二管道进行抽气，热封所述第一管道另一端的开口，并断开所述第二管道与所述第一管道的连接，得到锂离子电化学储能器件；

所述预嵌锂的方法为：

将所述电芯的正极外接电源正极，所述电芯的负极外接电源负极，以一次充电后进行一次放电作为一个循环、或者以一次充电后进行搁置作为一个循环、或者以恒电流充电后进行恒电压充电作为一个循环，对所述电芯的负极进行充放电处理，完成所述电芯的负极的预嵌锂；

所述金属锂电极中金属锂的质量为m，m满足如下公式：

m＝3.6*(A*Q)/(F*Z)，其中，m的单位为g，A为金属锂原子量，单位为g/mol，F法拉第常数，Z＝1，Q为预嵌锂容量，取值为负极容量的10-90％，Q的单位为mAh。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述循环的次数为1-500次。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述充放电处理为以0.01-0.5C的电流充电至上限电压，搁置1-24h；

或者，所述充放电处理为以0.01-0.5C的电流充电至上限电压，再以上限电压恒压充电1-24h；

或者，所述充放电处理为以0.01-0.5C的电流充电至上限电压，再以上限电压恒压充电0.1-1h，再以0.01-0.5C的电流放电至截止电压，如此重复1-10次；

或者，所述充放电处理为以1-30C的电流充电至上限电压，再以1-30C的电流放电至截止电压，搁置1-10min，如此重复10-500次。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述上限电压为3.8-4.2V；所述截止电压为2.0-2.5V。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述负极活性成分层中的负极活性成分为石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳、氧化亚硅、纳米晶硅中的至少一种；

所述正极活性成分层中的正极活性成分为镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂、多孔碳材料中的至少一种；

所述金属锂电极集流体为具有贯穿孔铜箔、具有贯穿孔镍箔、铜网、镍网、泡沫金属铜或泡沫金属镍。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属锂电极由金属锂电极集流体和设置其上的金属锂箔组成。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述负极集流体为具有贯穿孔的铜箔或者具有贯穿孔的镍箔；所述正极集流体为具有贯穿孔的铝箔。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括将包含所述第一管道的部分壳体与剩余部分壳体分离的步骤。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，加热温度为100-150℃，抽真空的时间为12-72h，注入电解液时的压力为-90～-30kPa。