[发明专利]极片补锂装置、补锂方法及锂电池

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，公开了极片补锂装置、补锂方法及锂电池。极片补锂装置包括补锂机构，补锂机构包括：开口箱体，开口箱体内形成有用于容纳补锂材料的容纳腔，且开口箱体上设置有多个间隔设置且与容纳腔连通的出料孔，每个出料孔的面积相同，极片上的电极材料涂层位于出料孔的下方；加热件，设置在开口箱体上，加热件用于加热补锂材料至软化温度，使补锂材料软化，软化温度小于补锂材料的熔点‑30℃；加压组件，位于容纳腔的上方，加压组件用于挤压软化后的补锂材料经出料孔挤落至电极材料涂层上，使极片形成补锂极片。该极片补锂装置能较容易地将补锂材料挤压至极片上，对极片的补锂较为均匀以及补锂效果较好，且有利于极片的散热。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及极片补锂装置、补锂方法及锂电池。

背景技术

目前，基于锂电池中在首次充放电循环中形成SEI膜导致锂离子被消耗，造成锂电池首次充放电效率较低，锂电池的使用性能受到影响，因此，在对锂电池进行封装之前，需要在锂电池的极片上进行补锂操作，以能够弥补锂电池在使用过程中锂的损失，从而能够提高锂电池的能量密度。其中，SEI膜(solidelectrolyteinterface，固体电解质界面膜)，具体指的是具有固体电解质性质的钝化膜层。

其中，通过极片补锂装置对极片进行补锂。其中，对极片进行补锂具体指的是将补锂材料设置在极片的电极材料涂层上，以通过在正负极的极片上形成补锂层；现有技术中针对不同的补锂材料采用不同的补锂手段，一般来说，对于含锂化合物，一般通过制备浆料涂覆在正负极极片表面形成补锂层；对于锂金属或锂合金，通常采用将锂金属加热熔融，流延或涂布在电极材料涂层上形成补锂层，或者将粉末状的锂金属振荡至极片压延形成补锂层，或者，将固态金属锂直接挤压在极片表面形成补锂层。

对于涂布的补锂方法，一般在极片表面形成完整的补锂电极材料涂层，即使形成阵列的补锂区域，补锂区域一般较大，补锂过程中产生的热量难以排出，造成锂电池的安全性能无法得到保证；对于流延的补锂方法一般较为复杂，繁琐不易工业大规模生产，且较难实现阵列涂布；对于锂金属直接挤出的方法，由于锂金属为固态，容易出现挤出困难，使极片上的一些位置处挤出的锂金属的量较多，而另一些位置处挤出的锂金属的量较少，从而导致对极片的补锂不均匀，补锂效果较差，影响锂电池的充放电稳定性。

此外，在现有的补锂工艺中，往往面临若在极片上形成完整的补锂层，则会出现补锂过程中产生的热量无法散去，热量积累，对锂电池的安全性能产生影响，如采用在极片上形成含有空白区域的不连续的阵列补锂，则会带来局部区域动力学差异，容易出现不均匀的局部析锂，产生枝晶，造成电池短路等安全问题。而且上述补锂工艺所需要的装置往往操作比较繁琐，难以实现工业上的大规模生产。

因此，亟需极片补锂装置、补锂方法及锂电池，能够解决以上问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种极片补锂装置，能够较为容易地将补锂材料挤压至极片上，使对极片的补锂较为均匀以及补锂效果较好，且有利于极片在补锂过程中的散热。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

极片补锂装置，包括补锂机构，所述补锂机构包括：

开口箱体，所述开口箱体内形成有用于容纳补锂材料的容纳腔，且所述开口箱体上设置有多个间隔设置且与所述容纳腔连通的出料孔，每个所述出料孔的面积相同，极片上的电极材料涂层位于所述出料孔的下方；

加热件，设置在所述开口箱体上，所述加热件用于加热所述补锂材料至软化温度，以使所述补锂材料软化，所述软化温度小于所述补锂材料的熔点-30℃；

加压组件，位于所述容纳腔的上方，所述加压组件用于挤压软化后的补锂材料经所述出料孔挤落至所述电极材料涂层上，以使所述极片形成补锂极片。