[发明专利]负极极片及其制备方法、软包锂离子电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种负极极片及其制备方法、软包锂离子电池及其制备方法，所述负极极片包括至少一片复合负极极片，所述复合负极极片包括硅碳负极极片和多孔锂箔，所述多孔锂箔压合于所述硅碳负极极片的至少一个表面上。本发明采用具有多孔结构的锂箔进行预锂化，可以根据所需的预锂化容量较为精准的控制锂箔的使用，极大地降低了硅碳负极发生过度锂化出现析锂的概率。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其是涉及负极极片及其制备方法、软包锂离子电池及其制备方法。

背景技术

进入21世纪以来，日益增长的经济发展和能源环境之间的矛盾越来越尖锐，传统使用化石能源的汽车技术已经逐渐不能满足新世纪人们环境保护的要求，汽车技术慢慢由燃料多元化向清洁能源多样化转变。大力发展新能源汽车是落实新发展理念的集中体现，既是有效应对能源和环境挑战，实现中国汽车产业可持续发展的必然选择，也是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。

目前电池能量密度的提升主要依靠关键电极材料的发展，现有的锂离子电池石墨负极已经接近极限，为进一步提升电池能量密度，在2020年实现动力电池单体能量密度中期达300Wh/kg，远期达400Wh/kg的目标，在石墨负极掺杂其他元素或者化合物能显著提高石墨负极的容量和电化学性能是未来发展趋势，硅基材料容量高、工作电势平台优以及与电解液反应活性低等特点使其备受关注，但是硅基材料首次不可逆容量损失大，消耗大量正极材料中脱出的锂离子，导致电池较低的充放电效率和放电容量。为提高硅碳负极电池的首次充放电效率和能量密度，实现硅碳负极材料体积的预膨胀，减少材料颗粒在嵌锂过程中的破裂和极化，提升硅碳负极的机械稳定性和循环性，对硅碳负极进行预锂化成为一种有效的技术手段。

现有技术中，专利CN1290209C的中国专利申请中，将金属锂粉、负极材料、非水介质混合制成浆料涂覆至集流体上制成电极。由于金属锂粉表面存在Li₂CO₃包覆层，需要经过辊压活化的方式将Li₂CO₃包覆层压碎释放出内部的Li，但是通过该方法，锂粉溶解后会在极片内部留下很多的空穴，或是使极片表面变得凹凸不平，不仅降低了压实密度，电子在负极的传导也会受到较大的影响(阻抗增大)，同时容易存在混浆不均导致局部锂化过多，补锂均一性差，过程难以控制，造成其实际效果难以满足设计要求，另外使用的非水溶剂不能与金属锂粉发生反应，多为四氢呋喃、甲苯等易燃易爆液体，对环境要求苛刻。

专利CN102916165A的中国专利申请中，在惰性气氛中将均匀有机锂溶液喷洒或者滴加于负极表面，使有机锂溶液中的锂离子被还原成金属锂并嵌入到负极极片中，然后干燥负极极片，实现“湿法补锂”，避免干法补锂时锂金属在空气中的漂浮，降低安全隐患，但是湿法补锂中使用到的有机溶剂毒性均较大，易造成环境污染，并且生产过程要在惰性环境下进行，增加生产成本。工业生产中，常采用“干法补锂”，直接将锂粉撒在负极表面锂粉后进行辊压活化，操作简单方便，但锂粉在空气中容易漂浮，在操作环境中产生粉尘，存在极大安全隐患。

专利CN102610861A的中国专利申请中，将金属锂片压在负极极片表面上，利用锂片为负极极片进行预锂化，降低首次充电的不可逆容量损失，提升电池的能量密度。集流体采用的实心铜铝箔，需在每个负极极片表面复合锂片，目前市场上锂带均较厚，由于锂金属质地较软，将锂带进行压延加工成锂箔。为保证锂箔的均一性，锂箔的厚度和宽度不能无限扩展，预锂化结束后往往会造成锂箔(带)不能完全消耗，造成负极过度锂化，出现析锂，产生安全隐患。

有鉴于此，有必要提供一种硅碳负极预锂化方法，尽量减少硅碳负极因过度锂化而出现析锂的现象的发生。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出负极极片及其制备方法、软包锂离子电池及其制备方法，以解决现有的预锂化方法容易过度锂化而出现析锂的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：