【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及新能源材料，尤其涉及一種復(fù)合補鋰負(fù)極片及其制備方法和鋰離子電池。
技術(shù)介紹
1、鋰離子電池目前廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電動儲能設(shè)備中。鋰離子電池在首次充電時，正極脫出來的鋰離子在負(fù)極由于形成固體電解質(zhì)界面(se?i)膜等會有一定量不可逆的鋰損失，從而導(dǎo)致電池首次效率降低，影響電池容量和能量密度。
2、為了提高電池首次效率，業(yè)內(nèi)普遍采用補鋰的方式來彌補上述不可逆的鋰損失。補鋰的方法主要分為正極補鋰和負(fù)極補鋰。典型的正極補鋰是在正極合漿過程中添加少量高容量材料，在充電過程中，l?i+從高容量材料中脫出，補充首次充放電的不可逆容量損失。但是實現(xiàn)正極補鋰可能導(dǎo)致制備工藝的復(fù)雜性增加，可能需要重新設(shè)計電池結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)補鋰材料的加入。
3、目前，負(fù)極補鋰的方式較為常見，主要有以下幾種：
4、1)直接將鋰箔壓薄后附在負(fù)極片表面，這種方法極易產(chǎn)熱，對環(huán)境要求較高；
5、2)將鋰粉與粘結(jié)劑混合后涂敷在負(fù)極表面或?qū)嚪叟c負(fù)極漿料混合后涂覆于集流體上，但鋰粉較難分散均勻，極易發(fā)生團(tuán)聚，從而更容易形成鋰枝晶帶來安全風(fēng)險。
6、因此，如何提升負(fù)極極片的補鋰效果，提升電池的電化學(xué)性能，同時保證補鋰過程中的安全性，簡化補鋰工藝，是亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種復(fù)合補鋰負(fù)極片及其制備方法和鋰離子電池，本專利技術(shù)可以提高補鋰材料的均勻性和穩(wěn)定性，既能減少負(fù)極鋰枝晶的形成、提高安全性，又能提高首次庫倫效率、提
2、為此，第一方面，本專利技術(shù)實施例提供了一種復(fù)合補鋰負(fù)極片，包括：負(fù)極集流體、負(fù)極活性物質(zhì)層和補鋰層；
3、所述補鋰層由液態(tài)金屬鋰材料、補鋰導(dǎo)電材料、補鋰粘結(jié)劑、鈍化材料的共混材料干燥輥壓得到；所述補鋰層負(fù)載于所述負(fù)極活性物質(zhì)層上，所述負(fù)極活性物質(zhì)層負(fù)載于所述集流體上；
4、所述液態(tài)金屬鋰材料為金屬鋰、芳香族化合物和醚類有機溶劑的共混材料。
5、優(yōu)選的，所述金屬鋰包括：金屬鋰帶、金屬鋰粉、金屬鋰片中一種或多種的組合；
6、所述芳香族化合物包括：聯(lián)苯、聯(lián)苯的衍生物、萘、萘的衍生物、蒽或蒽的衍生物中的一種或多種的組合；
7、所述醚類溶劑包括：乙醚、甲醚、乙二醇二甲醚、二丙醚、二異丙醚、乙基丁基醚、二丁醚、二戊醚、二異戊醚、二已醚、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、1,3-二氧環(huán)戊烷、二甲氧基甲烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、中任意一種或多種的組合；
8、所述補鋰導(dǎo)電材料包括：多壁碳納米管；
9、所述補鋰粘結(jié)劑包括：聚四氟乙烯；
10、所述鈍化材料包括：納米氧化鋁、納米二氧化硅中一種或多種的組合。
11、優(yōu)選的，所述負(fù)極集流體為銅箔；
12、所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括：負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極導(dǎo)電材料、負(fù)極粘結(jié)劑；
13、其中，所述負(fù)極活性物質(zhì)包括：納米硅粉、微米硅粉、硅碳材料、天然石墨、人造石墨、硬碳中一種或多種的組合；所述負(fù)極導(dǎo)電材料包括：導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨、單壁碳納米管、多壁碳納米管、石墨烯中一種或多種的組合；所述負(fù)極粘結(jié)劑包括：聚四氟乙烯(pvdf)、聚丙烯酸(paa)、海藻酸鈉(sa)、羧甲基纖維素鈉(cmc)、丁苯橡膠(sbr)中一種或多種的組合。
14、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極導(dǎo)電材料和負(fù)極粘結(jié)劑的質(zhì)量比為92％～97％:1.5％～4％:1.5％～4％。
15、優(yōu)選的，所述液態(tài)金屬鋰材料、補鋰導(dǎo)電材料、補鋰粘結(jié)劑和鈍化材料的質(zhì)量比為50～80:8～20:8～20:4～10。
16、第二方面，本專利技術(shù)實施例提供了一種上述第一方面所述的復(fù)合補鋰負(fù)極片的制備方法，包括：
17、將負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極導(dǎo)電材料和負(fù)極粘結(jié)劑按質(zhì)量比混合加入到去離子水中，分散均勻得到負(fù)極活性物質(zhì)漿料；
18、將所述負(fù)極活性物質(zhì)漿料涂覆于負(fù)極集流體上，烘干后得到負(fù)極片；
19、將金屬鋰和芳香族化合物按照質(zhì)量比在惰性環(huán)境下溶解于醚類有機溶劑中得到液態(tài)金屬鋰材料，再加入補鋰導(dǎo)電材料、補鋰粘結(jié)劑和鈍化物質(zhì)，分散后得到補鋰層漿料；
20、將所述補鋰層漿料在惰性環(huán)境下涂覆于負(fù)極片上，真空干燥后輥壓得到所述復(fù)合補鋰負(fù)極片。
21、優(yōu)選的，所述負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極導(dǎo)電材料和負(fù)極粘結(jié)劑的質(zhì)量比92％～97％:1.5％～4％:1.5％～4％；
22、所述負(fù)極活性物質(zhì)漿料的粘度為1500～3500mpa·s，固含量為45％～50％；
23、所述負(fù)極集流體為銅箔，厚度為6～12μm；
24、所述負(fù)極活性物質(zhì)漿料在所述負(fù)極集流體上的涂覆面密度為88～108g/m2，涂覆厚度為130～150μm；
25、所述烘干的溫度為85～110℃，所述烘干的時間為0.5～2h。
26、優(yōu)選的，所述惰性環(huán)境為氮氣環(huán)境或氬氣環(huán)境；
27、所述金屬鋰和芳香族化合物的質(zhì)量比為2：8-5：5；
28、所述補鋰層漿料中，液態(tài)金屬鋰材料、補鋰導(dǎo)電材料、補鋰粘結(jié)劑和鈍化材料的質(zhì)量比為50～80:8～20:8～20:4～10；
29、所述補鋰層漿料的粘度為5000～12000mpa·s，固含量為55％～75％；
30、所述補鋰層漿料在負(fù)極片上的涂覆厚度為1～10μm；所述真空干燥的溫度為80～100℃，所述真空烘干的時間為0.5～1h。
31、第三方面，本專利技術(shù)實施例提供了一種鋰離子電池，包括：正極片、負(fù)極片、電解液和隔膜，所述負(fù)極片為上述第一方面所述的復(fù)合補鋰負(fù)極片。
32、本專利技術(shù)實施例提供的復(fù)合補鋰負(fù)極片，以芳香族化合物和醚類溶劑溶解金屬鋰形成的液態(tài)金屬鋰材料具有更好的均勻性，和導(dǎo)電材料混合后形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)后具有更好的導(dǎo)電性；添加粘結(jié)劑形成漿料后涂覆在負(fù)極活性物質(zhì)層上后和負(fù)極活性物質(zhì)結(jié)合更加緊密，補鋰效果更好、離子電子傳導(dǎo)更佳；添加作為鈍化材料的納米氧化物后，在金屬鋰表面形成一層穩(wěn)定的氧化膜以保護(hù)金屬鋰材料，提高金屬鋰在空氣中的穩(wěn)定性，從而進(jìn)一步提高補鋰負(fù)極片的安全性和空氣穩(wěn)定性。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種復(fù)合補鋰負(fù)極片，其特征在于，所述復(fù)合補鋰負(fù)極片包括：負(fù)極集流體、負(fù)極活性物質(zhì)層和補鋰層；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合補鋰負(fù)極片，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合補鋰負(fù)極片，其特征在于，所述負(fù)極集流體為銅箔；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合補鋰負(fù)極片，其特征在于，所述負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極導(dǎo)電材料和負(fù)極粘結(jié)劑的質(zhì)量比為92％～97％:1.5％～4％:1.5％～4％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合補鋰負(fù)極片，其特征在于，所述液態(tài)金屬鋰材料、補鋰導(dǎo)電材料、補鋰粘結(jié)劑和鈍化材料的質(zhì)量比為50～80:8～20:8～20:4～10。
6.一種上述權(quán)利要求1-5任一所述的復(fù)合補鋰負(fù)極片的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極導(dǎo)電材料和負(fù)極粘結(jié)劑的質(zhì)量比92％～97％:1.5％～4％:1.5％～4％；
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述惰性環(huán)境為氮氣環(huán)境或氬氣環(huán)境；
9.一種鋰離子電池，包括：正極片、
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種復(fù)合補鋰負(fù)極片，其特征在于，所述復(fù)合補鋰負(fù)極片包括：負(fù)極集流體、負(fù)極活性物質(zhì)層和補鋰層；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合補鋰負(fù)極片，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合補鋰負(fù)極片，其特征在于，所述負(fù)極集流體為銅箔；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合補鋰負(fù)極片，其特征在于，所述負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極導(dǎo)電材料和負(fù)極粘結(jié)劑的質(zhì)量比為92％～97％:1.5％～4％:1.5％～4％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合補鋰負(fù)極片，其特征在于，所述液態(tài)金屬鋰材料、補鋰導(dǎo)電材料、補鋰粘結(jié)劑和鈍化材料的質(zhì)量...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張宇飛，楊偉，劉柏男，陸浩，羅飛，
申請(專利權(quán))人：溧陽天目先導(dǎo)電池材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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