锂离子电池的富锂极片及其制备方法
[0061] C制备锂离子电池的负极极片
[0062]将负极活性材料Si0/C(其中，SiO的质量百分含量为50% )、导电剂导电碳黑、粘 结剂SBR/CMC按质量比94:2:4溶于溶剂去离子水中，搅拌均匀制成负极浆料，然后将负极 浆料均匀涂布到负极集流体Cu箔的正反两个表面上并烘干，之后经过冷压、切片、焊接负 极极耳，得到锂离子电池的负极极片。
[0063] D制备锂离子电池
[0064] 将制备的富锂的正极极片、负极极片、隔离膜（多孔PE膜）卷绕制成裸电芯，然后 封装、注入电解液（以lmol/L的LiPF6S锂盐，EC和DEC为非水有机溶剂，EC和DEC质量比 为3:7)，并辅助通以小电流来促进富锂层中锂金属的溶解，待锂金属溶解后，再在1. 09MPa 下对电芯重新进行整形，促使富锂层中的A1P04陶瓷颗粒成为一层较为致密的陶瓷保护层， 之后进行化成，完成锂离子电池的制备。
[0065] 对比例1
[0066] 依照实施例1的方法制备锂离子电池，只是在制备锂离子电池的富锂的负极极片 (即步骤B)中，未进行步骤（2)和步骤（3)的操作（换句话说，未加入MgO陶瓷颗粒及相应 的处理步骤）。
[0067] 对比例2
[0068] 依照实施例1的方法制备锂离子电池，只是在制备锂离子电池的富锂的负极极片 (即步骤B)中，干燥除水后的MgO陶瓷颗粒和熔融锂的质量比为5:5。
[0069] 对比例3
[0070] 依照实施例1的方法制备锂离子电池，只是在制备锂离子电池的富锂的负极极片(即步骤B)中，MgO陶瓷颗粒的粒径D50为5μm。
[0071] 最后给出实施例1-3和对比例1-3的锂离子电池的富锂极片及其制备方法的性能 测试过程以及测试结果。
[0072] (1)锂离子电池的容量测试
[0073] 在25 °C下，先以0. 1C(160mA)的恒定电流对锂离子电池充电至4. 2V，进一步以 4. 2V恒定电压充电至电流小于0. 05C(80mA)，得到首次充电容量；然后以0. 5C(800mA)的恒 定电流对锂离子电池放电至3. 0V，得到首次放电容量。
[0074] (2)锂离子电池的首次库伦效率测试
[0075] 锂离子电池的首次库伦效率（％) = (首次放电容量/首次充电容量）X100%。
[0076] (3)锂离子电池的穿钉测试
[0077] 选择直径为2mm~3mm的钉子，移动速度为100mm/s，插入锂离子电池的中心，若不 燃烧不爆炸为合格，计算锂离子电池的通过率。
[0078] 表1给出实施例1-3和对比例1-3的锂离子电池的性能测试结果。
[0079] 表1实施例1-3和对比例1-3的锂离子电池的性能测试结果
[0081] 从表1中实施例1-3和对比例1-3的对比中可以看出，使用本发明的富锂极片的 锂离子电池的首次充电容量、首次库伦效率以及穿钉测试的通过率都有显著的提高。这是 由于陶瓷颗粒在熔融锂中将会起到钉扎点的作用，从而阻碍熔融锂的球团化的趋势并得到 改性的熔融锂，进而可以使得改性的熔融锂被均匀地被涂覆到待富锂的极片表面。此外，富 锂层中的陶瓷颗粒可以覆盖在待富锂的极片表面成为一层较为致密的陶瓷保护层，从而可 以增大短路电阻，进而改善锂离子电池的安全性能。
[0082] 从实施例1和对比例2的对比中可以看出，若加入到熔融锂中的干燥除水后的陶 瓷颗粒的比例太大，则锂离子电池的首次充电容量、首次库伦效率以及穿钉测试的通过率 均变差，这是由于过多的陶瓷颗粒会影响改性的熔融锂的流动性，从而影响其在待富锂的 极片表面的涂覆性能，进而影响锂离子电池的性能。
[0083] 从实施例1和对比例3的对比中可以看出，虽然对比例3与实施例1的锂离子电池 的首次充电容量和首次库伦效率相当，但是对比例3的锂离子电池的穿钉测试的通过率明 显降低，这是由于对比例3中的陶瓷颗粒的粒径D50太大，将改性的熔融锂均匀地涂覆到待 富锂的极片表面后，会导致待富锂的极片表面的粗糙度变大，从而影响锂离子电池的K值， 进而减弱其对锂离子电池的安全性能的改善效果。
【主权项】
1. 一种锂离子电池的富锂极片的制备方法，其特征在于，包括步骤： (1) 在保护气体环境下，将锂锭熔融得到熔融锂； (2) 在真空环境下，将陶瓷颗粒加热干燥除水得到干燥除水后的陶瓷颗粒； (3) 在保护气体环境下，将干燥除水后的陶瓷颗粒加入到熔融锂中，搅拌使其混合均 匀，得到改性的熔融锂； (4) 在保护气体环境下，将改性的熔融锂均匀地涂覆到待富锂的极片表面以形成富锂 层，经冷却至室温后即得到锂离子电池的富锂极片。2. 根据权利要求1所述的锂离子电池的富锂极片的制备方法，其特征在于，在步骤（1) 中，所述锂锭的纯度> 97%，优选> 99%。3. 根据权利要求1所述的锂离子电池的富锂极片的制备方法，其特征在于，在步骤（1) 中，所述锂锭的熔融温度大于180°C且小于等于400°C，优选为185°C~250°C。4. 根据权利要求1所述的锂离子电池的富锂极片的制备方法，其特征在于，在步骤 ⑵中，所述陶瓷颗粒的材料选自A1203、Ti02、Si02、MgO、BeO、Y203、Zr02、A1 (0H)3、Mg(0H) 2、 Ti(OH) 4、Si3N4、BN、A1P04 中的至少一种。5. 根据权利要求1所述的锂离子电池的富锂极片的制备方法，其特征在于，在步骤（2) 中，所述陶瓷颗粒的粒径D50为0. 05μm~3μm，优选为0. 2μm~1μm。6. 根据权利要求1所述的锂离子电池的富锂极片的制备方法，其特征在于，在步骤（2) 中，所述干燥除水后的陶瓷颗粒的水含量小于等于5ppm。7. 根据权利要求1所述的锂离子电池的富锂极片的制备方法，其特征在于，在步骤（3) 中，所述干燥除水后的陶瓷颗粒的质量为所述熔融锂的质量的5 %~80 %，优选为10 %~ 30%〇8. 根据权利要求1所述的锂离子电池的富锂极片的制备方法，其特征在于，在步骤（4) 中，所述改性的烙融锂的涂覆厚度为1μm~50μm，优选为3μm~30μm。9. 根据权利要求1所述锂离子电池的富锂极片的制备方法，其特征在于，在步骤（4) 中，所述待富锂的极片为压实后的锂离子电池的负极极片或压实后的锂离子电池的正极极 片。10. -种锂离子电池的富锂极片，其特征在于，所述锂离子电池的富锂极片通过根据权 利要求1-9中任一项所述的锂离子电池的富锂极片的制备方法制备。
【专利摘要】本发明提供了一种锂离子电池的富锂极片及其制备方法。所述锂离子电池的富锂极片的制备方法，包括步骤：(1)在保护气体环境下，将锂锭熔融得到熔融锂；(2)在真空环境下，将陶瓷颗粒加热干燥除水得到干燥除水后的陶瓷颗粒；(3)在保护气体环境下，将干燥除水后的陶瓷颗粒加入到熔融锂中，搅拌使其混合均匀，得到改性的熔融锂；(4)在保护气体环境下，将改性的熔融锂均匀地涂覆到待富锂的极片表面以形成富锂层，经冷却至室温后即得到锂离子电池的富锂极片。所述锂离子电池的富锂极片通过前述锂离子电池的富锂极片的制备方法制备。本发明的锂离子电池具有低成本、高效、高品质、安全、环境友好的特点。
【IPC分类】H01M4/139, H01M4/13
【公开号】CN105449165
【申请号】CN201410246563
【发明人】李白清, 张盛武, 陶兴华, 张柏清
【申请人】宁德新能源科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年6月5日
【公告号】US20150357628
文档序号 :
【 9689611 】
技术研发人员：李白清,张盛武,陶兴华,张柏清
技术所有人：宁德新能源科技有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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