[发明专利]一种负极补锂的方法、补锂负极片及锂电池

说明书

本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种负极补锂的方法、补锂负极片及锂电池。负极补锂的方法为：S1：将粉末状的锂源、熔融态的EC以及负极片三者接触，通过对熔融态的EC冷却形成固态，使锂源被EC包裹并固定在负极片上；S2：对负极片进行加热以使EC挥发除去，即完成负极补锂并得到补锂负极片。采用本方案的补锂过程更易于控制安全性问题，能降低锂源与水发生反应的概率，即提高了补锂过程的安全稳定性，同时也降低对加工环境的要求。采用该方法得到的补锂负极片应用到锂离子电池中，能提升锂离子电池的能量密度。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种负极补锂的方法、补锂负极片及锂电池。

背景技术

锂离子电池是依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作的二次电池，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。目前商用化更为普遍的是采用石墨作为负极的主要材料，但由于其比容量已经接近极限，为了能进一步提高电池的整体能量密度，目前开发出新型的负极材料，例如硅，硅材料的质量比容量最高可达4200mAh/g，远大于碳材料的372mAh/g，是目前已知能用于负极的材料中理论比容最高的材料。但硅材料也存在缺点，就是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。公告号为CN103208612B的中国发明专利公开了一种向锂离子电池负极片双面连续补充锂粉的方法，通过将冷压后的负极片放置在放卷机构上；在电场的作用下，分别使锂粉吸附于负极片的两个表面。在补锂的过程中，由于锂粉非常活泼，暴露的锂粉容易与其他物质发生反应，容易造成危害。基于这点，公布号为CN109103419A的中国发明专利公开了一种锂离子电池负极补锂电极及其制备方法，通过在预锂电极的表面涂覆电解质锂盐制成的有机涂覆液，在预锂电极的表面形成有机薄膜层，虽然这样能防止预锂电极的预锂层被氧化，但是在制作预锂电极的过程中还是会存在锂暴露而容易发生安全性的问题。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的之一在于：提供一种负极补锂的方法，以解决对负极补锂的过程中锂粉暴露容易发生安全隐患的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种负极补锂的方法，包括以下步骤：

S1：将粉末状的锂源、熔融态的EC以及负极片三者接触，通过对熔融态的EC冷却形成固态，使锂源被EC包裹并固定在负极片上；

S2：对负极片进行加热以使EC挥发除去，即完成负极补锂。

本申请提供的EC(碳酸乙烯酯)，其一般在常温常态下为固体，当处于35℃以上时，即变为液体，基于EC的上述物理特性以及EC不会与锂源发生反应的化学特性，本申请利用EC将粉末状的锂源实现包裹，能够阻隔锂源与外部环境的接触，改善了锂源容易与外部环境的物质(水)进行反应而产生危害的问题，同时利用EC的液态和固态转化，实现与负极片的固定，最后通过加热的方法还能使EC挥发，能将负极片上多余的EC除去，锂源残留在负极片上，更巧妙的是，不需要严格控制EC完全挥发的程度，这是因为EC是电池电解液中的必需溶剂，若EC未完全挥发除尽，也不会对电池的性能造成影响。采用本方案的补锂过程更易于控制安全性问题，能降低锂源与水发生反应的概率，即提高了补锂过程的安全稳定性，同时也降低对加工环境的要求，提高了加工的安全性和便利性。

其中，锂源可以为单质锂粉末，可以是锂盐粉末，锂盐可以为碳酸氢锂、碳酸锂等，优选采用锂粉作为锂源，其对负极补锂的效果优于锂盐作为锂源的效果。