一種鋰離子電池負極的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種鋰離子電池負極的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在鋰離子電池的制造過程中直接將正負極片通過隔膜裝配在一起，在注液活化后，不可避免的會產(chǎn)生不可逆容量損失。鋰離子電池的不可逆容量損失被看作為鋰離子電池的一種固有屬性，通過形成SEI膜，雖然可以防止循環(huán)過程中電解液中溶劑分子的插入，有利于穩(wěn)定負極表面的結(jié)構(gòu)，但是也損耗了電池的部分容量，使得首次充放電不可逆容量增加，從而嚴重影響到了電池能量的充分發(fā)揮。通過大量研究表明，負極表面形成的SEI膜是不可逆容量損失的主因。不同類型的負極材料不可逆損失百分比稍有不同，一般來說具有較高比表面積的負極材料，不可逆容量損失較大。雖然目前已經(jīng)可以通過表面包覆、改善負極顆粒本身表面形貌及形狀、優(yōu)化電解液溶劑組成及使用成膜添加劑等手段來減小不可逆容量損失，但是不可逆容量損失百分比仍較高，如人造石墨10~15%，軟碳10~20%等。
[0003]公開號為102916165A的中國專利公開了一種向鋰離子電池負極片補鋰的方法，該專利公開了在惰性氣氛中，將有機鋰溶液噴灑或滴加于負極片表面，使有機鋰溶液中的鋰離子被還原成金屬鋰并嵌入負極片中，然后干燥負極片。該發(fā)明雖然通過將均勻有機鋰溶液噴灑或滴加在負極片的表面，實現(xiàn)了“濕法補鋰”，從而有效地避免干法補鋰時金屬鋰粉在空氣中的漂浮，保證生產(chǎn)安全，而且補鋰的量可以通過噴灑或滴加的有機鋰溶液的量、噴灑或滴加的時間來加以準確控制，以達到均勻補鋰的目的，防止負極片的析鋰和變形，提高電池的首次效率，進而提高電池的能量密度。但是由于該法的整個工藝過程都要在惰性氣氛中進行，導(dǎo)致工序復(fù)雜，對環(huán)境要求苛刻，增加負極極片的制作成本。并且其負極表面的SEI膜的形成仍是通過后期電池活化后，金屬鋰的溶解來達成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決目前鋰離子電池存在不可逆容量損失的問題，本發(fā)明提出了一種鋰離子電池負極的制備方法，本發(fā)明在充放電過程中無需消耗陰極的鋰離子以形成SEI膜，從而降低不可逆容量損失。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種鋰離子電池負極的制備方法所述負極的制備方法為將負極勻漿漿料在導(dǎo)電箔片第I次涂布后，再在鋰鹽溶液中浸潤后進行第2次浸涂，烘干后即得到表面富有亞穩(wěn)態(tài)SEI膜的鋰離子電池負極。本發(fā)明通過在負極表面先形成一層亞穩(wěn)態(tài)的SEI膜，這樣在后續(xù)的充放電過程中無需消耗陰極的鋰離子以形成SEI膜，從而降低不可逆容量損失。
[0006]所述的制備方法為以下步驟:
(I)將表面活性劑溶于水，制成膠液，
加入表面活性劑促使負極表面形成一層或多層的亞穩(wěn)態(tài)SEI膜結(jié)構(gòu)，在進行涂布烘烤后，亞穩(wěn)態(tài)SEI膜將會均勻的分布在負極顆粒表面。
[0007](2)在膠液中加入導(dǎo)電劑制成導(dǎo)電膠，
(3)在導(dǎo)電膠中加入石墨后進行混合，然后加入粘結(jié)劑，混合后加水調(diào)節(jié)黏度和固含量，得到勻漿漿料，
作為優(yōu)選，固含量為30~50%，勻漿漿料的黏度為2000~5000cpS。
[0008](4)將勻漿漿料過篩后在導(dǎo)電箔片第I次涂布后，再在鋰鹽溶液中浸潤后進行第2次浸涂，烘干后即得到表面富有亞穩(wěn)態(tài)SEI膜的鋰離子電池負極。
[0009]作為優(yōu)選，鋰鹽先溶解在水中，制成鋰鹽溶液后再加入。溶劑的使用量為使溶質(zhì)溶解的量。
[0010]作為優(yōu)選，導(dǎo)電箔片選用常規(guī)的銅箔片，
作為優(yōu)選，過篩后細度小于40 um。
[0011]作為優(yōu)選，在導(dǎo)電箔材涂布時，采用噴涂或輥涂的方式將勻漿漿料第一次涂布在負極導(dǎo)電箔材上，然后在鋰鹽溶液中進行浸涂已完成二次浸涂，烘干后即得表面具有亞穩(wěn)態(tài)SEI膜結(jié)構(gòu)的負極極片。噴涂方式的涂布走速為8~15m/min，墊片規(guī)格為0.01-0.2mm。烘箱溫度50~100°C ;輥涂方式的涂布走速為3~10m/min，烘箱溫度50~120°C。浸涂方式的走速為3~10m/min，烘箱溫度50~110°C。
[0012]負極勻漿漿料由固態(tài)物質(zhì)與水組成，各組份的重量份為:
石墨25~45，
導(dǎo)電劑0.3~5.0，
粘結(jié)劑0.3-5.0,
表面活性劑0~2.0，
加水使固含量為30%~50%。
[0013]作為優(yōu)選，所述的石墨選自人造石墨、天然石墨、復(fù)合石墨、軟碳、硬碳中的一種或多種；導(dǎo)電劑選自導(dǎo)電石墨(包括SP、KS-6、ECP、碳納米管)、氣相生長炭纖維中的一種或多種；粘結(jié)劑選自丁苯橡膠(SBR)、LA133水性粘結(jié)劑中一種；表面活性劑選自羧甲基纖維素鈉(CMC)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中一種；鋰鹽選自L1H, Li2CO3' LiF, Li2C2O4'(CH2OCO2Li)2^ HCOL1、R0C02L1、ROL1、LiCH2CH2OCO2L1、CH3OCO2Li 中的一種或多種，其中 R 代表烷基，鋰鹽的使用量為勻漿漿料中固態(tài)物質(zhì)質(zhì)量的0.0001-0.01%。
[0014]本發(fā)明將負極進行亞穩(wěn)態(tài)SEI膜表面涂覆的預(yù)處理，避免鋰離子電池在后續(xù)的充放電活化過程中損耗部分鋰離子，以形成SEI膜。此時負極表面已經(jīng)涂覆有均勻的亞穩(wěn)態(tài)SEI膜，經(jīng)過電池充放電活化后，亞穩(wěn)態(tài)SEI膜重整后變得更加穩(wěn)定，同時可有效降低電池的不可逆容量損失，提升電池的能量密度。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
(I)本發(fā)明的方法實施簡單，易于實現(xiàn)，完全可以規(guī)?；\用于鋰離子電池的工業(yè)化生產(chǎn)。
[0016](2)本發(fā)明所制得的負極片應(yīng)用于鋰離子電池后可有效降低電池的不可逆容量損失，提升電池的能量密度，同時可提高負極片表面SEI膜的穩(wěn)定性，改善電池的循環(huán)性能，可有效降低電池的不可逆容量損失。
【附圖說明】
[0017]圖1為將勻漿漿料過篩后在導(dǎo)電箔片涂布后，再在鋰鹽溶液中浸潤后進行第2次浸涂的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例中所述原料均可市購，以重量份表示。
[0019]實施例1
(1)將表面活性劑CMC(羧甲基纖維素鈉)1.5份與PVP0.1份溶于水，制成膠液，
(2)在膠液中加入導(dǎo)