[发明专利]一种负极预锂化及同时得到SEI膜的方法、负极和锂离子电池

权利要求书

1.一种负极预锂化及同时得到SEI膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)在负极极片表面附着金属锂层，得到预锂化负极极片；

(2)对步骤(1)所述预锂化负极极片烘烤，然后通入反应气体进行反应，得到表面含有SEI膜的预锂化负极极片；

其中，SEI膜包括含锂化合物。

2.根据权利要求1所述的负极预锂化及同时得到SEI膜的方法，其特征在于，步骤(1)所述预锂化负极极片中，单位面积负极补锂量＝(单位面积负极容量-单位面积正极容量×NP)/(金属锂理论克容量×80％)，其中，NP值的范围为1～1.5，优选为1～1.4；

优选地，步骤(1)中反应环境为露点小于-40℃；

优选地，步骤(1)中金属锂层的形成方法包括机械补锂法、化学补锂法或电化学补锂法中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的负极预锂化及同时得到SEI膜的方法，其特征在于，步骤(2)所述烘烤的温度为40～140℃，优选为50～100℃；

优选地，步骤(2)所述烘烤的真空度为-80～-97Kpa；

优选地，步骤(2)所述烘烤的时间为1～72h，优选为6～48h。

4.根据权利要求1-3任一项所述的负极预锂化及同时得到SEI膜的方法，其特征在于，步骤(2)所述反应气体包括氧气、氮气、氟气、氟化氢、二氧化碳或二氧化硫中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(2)所述反应气体的纯度＞99.9％，优选为＞99.999％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的负极预锂化及同时得到SEI膜的方法，其特征在于，步骤(2)所述反应的温度为40～120℃；

优选地，步骤(2)所述反应的时间为6～48h。

6.根据权利要求1-5任一项所述的负极预锂化及同时得到SEI膜的方法，其特征在于，步骤(2)所述气体的通入量Q1的范围为1％Q～20％Q，Q为理论气体通入量；

优选地，所述理论气体通入量Q＝负极补锂质量M/金属锂摩尔质量/通入气体元素的负价态x/通入气体的原子数y×摩尔气体体积。

7.根据权利要求6所述的负极预锂化及同时得到SEI膜的方法，其特征在于，步骤(2)中，SEI膜的膜厚＝通入气体量Q1/(摩尔气体体积×通入气体的原子数y×形成的含锂化合物的摩尔质量/负极极片中的负极活性物质的比表面积S1)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的负极预锂化及同时得到SEI膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)在露点小于-40℃的环境中，在负极极片表面附着金属锂层，得到预锂化负极极片，单位面积负极补锂量＝(单位面积负极容量-单位面积正极容量×NP)/(金属锂理论克容量×80％)，其中，NP值的范围为1～1.4；

(2)对步骤(1)所述预锂化负极极片在真空度为-80～-97Kpa环境下以50～100℃烘烤6～48h，然后通入纯度＞99.999％的反应气体在40～120℃下进行反应6～48h，得到表面含有SEI膜的预锂化负极极片；

其中，SEI膜包括含锂化合物，步骤(2)所述气体的通入量Q1的范围为1％Q～20％Q，Q为理论气体通入量；所述理论气体通入量Q＝负极补锂质量M/金属锂摩尔质量/通入气体元素的负价态x/通入气体的原子数y×摩尔气体体积；SEI膜的膜厚＝通入气体量Q1/(摩尔气体体积×通入气体的原子数y×形成的含锂化合物的摩尔质量/负极极片中的负极活性物质的比表面积S1)。

9.一种负极，其特征在于，所述负极经过如权利要求1-8任一项所述的负极预锂化及同时得到SEI膜的方法处理后得到。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求9所述的锂离子电池。