[发明专利]一种锂离子电池负极极片补锂装置及补锂方法

说明书

本发明提供一种锂离子电池负极极片补锂装置及补锂方法，属于锂离子电池技术领域，具体方案如下：一种锂离子电池负极极片补锂装置，包括放卷装置、收卷装置、盛放离子液体电解液的电解液槽和至少一个供锂装置，供锂装置设置在电解液槽内并浸润在离子液体电解液中，待补锂的负极极片的一端卷绕在放卷装置上，另一端穿过供锂装置卷绕在收卷装置上，供锂装置包括金属锂源、锂离子导体片和集流板，金属锂源设置在锂离子导体片和集流板之间并与锂离子导体片和集流板面接触，待补锂的负极极片位于锂离子导体片远离金属锂源的一侧，集流板电连接电源正极，待补锂的负极极片电连接电源负极。所述补锂装置简单有效、补锂均匀且安全可靠。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极极片补锂装置及补锂方法。

背景技术

锂离子电池是由正极片、负极片、隔膜以及电解液或电解质组成的可充电电池，具有电压高、能量密度高、循环寿命长及环境友好等特点，被广泛应用于便携式电子设备和电动汽车，并逐渐在大型储能装置上展现出应用前景。目前商用锂离子电池的负极材料多采用石墨，理论比容量372mAh/g，实际开发已接近理论值，因此通过提升石墨比容量来提升锂离子电池能量密度的空间非常有限，无法满足市场对锂离子电池能量密度日益增长的需求。

一些高比容量的新型负极材料也逐渐被应用到锂离子电池中，比如硅的理论容量为4200mAh/g，但其首次充放电效率较低。因此采用这些高比容量的负极材料与正极材料匹配时，大量锂离子在第一次充电时被负极材料消耗无法回到正极，导致电池实际总体容量大大降低，无法发挥出高比容量负极材料对电池总体容量的提升效应，严重限制了高比容量负极的应用。

为了解决负极材料首次充放电效率低的问题，给负极极片补充富余的锂用以弥补首次充电过程中的锂损失是一种有效的解决思路。申请号为201310094757.7的中国发明专利公开了一种负极片双面连续补锂的装置和方法，通过外加电场的作用使锂粉吸附在负极片表面然后通过辊压装置将锂粉粘附在负极片表面，由于锂粉非常活泼，存在极大的安全隐患，且锂粉漂浮物会对作业环境及工人健康造成极大危害。申请号为CN201510015441.8的中国发明专利申请公开了一种负极片补锂装置和方法，采用锂带冷压的方式将锂带与负极片粘合在一起实现补锂，但是超薄锂带生产还存在成品率低、成本高及均匀性差的技术难点，用厚度不均匀的锂片补锂时会存在局部补锂过量以至于电池循环性能差的问题。申请号为CN201520748174.6的实用新型专利公开了负极片连续补锂的装置，将极片通过收放卷装置浸润于电解液槽中，在辊表面覆盖金属锂及隔膜，通过电化学方法向极片中补锂，该方法用的电解液易挥发且易燃易爆，该方法用的隔膜强度低容易被金属锂枝晶或其他异物扎破造成装置短路，因此该方法仍存在非常大的安全隐患。因此，开发简单高效安全的补锂方法还是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种简单有效、补锂均匀且安全可靠的锂离子电池负极极片补锂装置。

本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池负极极片补锂方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种锂离子电池负极极片补锂装置，包括放卷装置、收卷装置、盛放电解液的电解液槽以及至少一个供锂装置，所述供锂装置设置在电解液槽内并浸润在电解液中，所述放卷装置和收卷装置分别设置在电解液槽外的左右两侧，待补锂的负极极片的一端卷绕在放卷装置上，另一端穿过供锂装置卷绕在收卷装置上，所述供锂装置包括金属锂源、锂离子导体片和集流板，所述金属锂源设置在锂离子导体片和集流板之间并与锂离子导体片和集流板面接触，所述待补锂的负极极片位于锂离子导体片远离金属锂源的一侧，所述集流板电连接电源正极，所述待补锂的负极极片电连接电源负极。

进一步的，所述供锂装置为两个，两个供锂装置分别位于待补锂的负极极片的两个侧面。

进一步的，每个集流板远离金属锂源的一侧设置有压力控制器，所述压力控制器和集流板之间设置有压簧。