[发明专利]一种锂离子电化学储能器件的制备方法

说明书

本发明涉及储能器件技术领域，具体涉及一种锂离子电化学储能器件的制备方法，包括：将电芯的负极与金属锂电极短接，并在电芯与金属锂电极之间设置分隔两者的隔膜，将电芯、金属锂电极和隔膜封装于壳体内，在壳体中预埋至少一根第一管道，将壳体进行热封后，对壳体内部抽真空，并注入电解液，阻断第一管道和第二管道的连通，电芯的正极外接电源正极，电芯的负极外接电源负极，对电芯的负极进行充放电处理预嵌锂后，连通正极和负极充放电，热封第一管道另一端的开口，并断开第二管道与第一管道的连接，得到锂离子电化学储能器件。本发明提供了一种可以在非保护性气氛环境中进行生产，预嵌锂时间短、性能良好的锂离子电化学储能器件的制备方法。

技术领域

本发明涉及锂离子电化学储能器件技术领域，具体涉及一种锂离子电化学储能器件的制备方法。

背景技术

目前国内能源系统由传统的化石能源逐渐转向以电力为主导的新能源系统，为实现这一目标，储能器件也向更高能量密度、更低制造成本的方向发展，其中锂离子电化学储能器件由于其高倍率放电和循环寿命更加，成为最有前景的方向之一。但目前锂离子电化学储能器件的规模生产还存在一些问题，例如不可避免的涉及到负极的补锂，富液体系电解液去除、化成或高压高温过程中气体的去除等等，这些操作均需要在隔绝水分和氧气的保护性气体环境中进行，难以与现有的生产设备兼容，因此生产效率较低。

为了提高上述锂离子电化学储能器件的能量密度，需要对其进行预嵌锂或补锂操作。但是目前即预嵌锂工艺的瓶颈在于预嵌锂时间过长，储能器件性能有待改善。例如中国专利文献CN101310350A公开了一种预嵌锂方法，其是将正极、隔板、负极叠置，在最上层部分和最下层部分上各设置隔板，用胶带将四边固定，并通过超声波焊接法将正极集电体的端子焊接部分和负极集电体的端子焊接部分分别焊接到铝正极端子和铜负极端子上，得到电极叠层单元；再在电极叠层单元的上部和下部各设置一个锂电极，通过电阻焊接法将锂极集电体的端子焊接部分焊接到负极端子部分上。注入电解液、封口后，放置20天后，金属锂才被完全消耗，加之蓄电装置内部存在欧姆极化、电化学极化和浓差极化等不利因素，因此造成预嵌锂时间过长，同时电池性能也有待改善。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的锂离子电化学储能器件生产需要在隔绝水和氧气的保护性气体环境中进行，生产效率较低，且预嵌锂时间长、锂离子电化学储能器件的性能有待改善的缺陷，从而提供一种可以在非保护性气氛环境中进行生产，与其他设备兼容性好，且生产效率较高，预嵌锂时间短、锂离子电化学储能器件的性能良好的锂离子电化学储能器件的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电化学储能器件的制备方法，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；