[发明专利]一种负极补锂极片预锂量确定及控制方法

权利要求书

1.一种负极补锂极片预锂量确定及控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、测试未补锂负极极片首次脱嵌锂容量，计算得到首次嵌锂容量C_负1和首次脱锂容量C_负2，得到未补锂负极极片首次库伦效率

S2、利用负极补锂材料金属锂箔/锂粉或者锂源溅射将金属锂转移至负极片上，此时金属锂所对应容量为C₀，得到补锂负极片；

S3、将补锂负极片浸润在电解液中，静置一定时间；

S4、将补锂负极片组装成纽扣或者软包半电池，以小电流先对电池充电，得到补锂负极极片首次脱锂容量C_补锂0，再与S1中充放电相同，计算得到首次嵌锂容量C_补锂1和二次脱锂容量C_补锂2；

S5、补锂负极极片的有效补锂量由两部分组成，一部分是首次可脱出的活性锂容量C_补锂0；一部分是极片注液后因金属锂与负极活性材料提前形成SEI时所消耗的锂量C_SEI，也就是原本该极片未补锂时需要活性锂容量值为首次脱锂容量除以首次库伦效率，C_SEI＝C_补锂2/η₁-C_补锂1，有效补锂容量为：C_有效补锂＝C_补锂0+C_补锂2/η₁-C_补锂1；由此，得到补锂材料实际的克容量：C'＝C_有效补锂/m，m为补锂质量；

S6、测试正极极片的首次脱锂容量C_正1和嵌锂容量C_正2，由此得到准确的补锂面密度为：其中S为极片面积；

S7、若所需补锂量较低，对锂箔进行造孔，造孔率为其中M₀为5um-1mm厚锂箔面密度，为保证补锂均匀性，孔之间间隔要一致，孔径需适中。

2.根据权利要求1所述的一种负极补锂极片预锂量确定及控制方法，其特征在于：负极补锂为金属锂箔补锂、金属锂粉补锂、锂合金补锂、磁控溅射补锂中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种负极补锂极片预锂量确定及控制方法，其特征在于：补锂厚度为0.1um～50um。

4.根据权利要求1所述的一种负极补锂极片预锂量确定及控制方法，其特征在于：所述负极活性材料包括石墨、石墨基负极材料、硅基材料、硅、硅碳复合材料、锡基材料、金属氧化物、钛酸锂中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种负极补锂极片预锂量确定及控制方法，其特征在于：在S3中所述补锂负极片在电解液中的浸润时间为10min～24h。

6.根据权利要求1所述的一种负极补锂极片预锂量确定及控制方法，其特征在于：在S4中的脱锂电流密度为0.01C～0.5C。

7.根据权利要求1所述的一种负极补锂极片预锂量确定及控制方法，其特征在于：S6中的正极材料包括磷酸铁锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、钴酸锂、镍酸锂、三元正极中的一种或者其改性材料。

8.根据权利要求1所述的一种负极补锂极片预锂量确定及控制方法，其特征在于：S7中的打孔方式包括机械造孔、激光造孔中的一种或多种，孔的形状为圆形、正方形、长方形、菱形、三角形、六边形中的一种或多种，孔面积为0.1um²-1cm²。