一种预锂化电解液及预锂化锂离子电池的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种预锂化电解液及预锂化锂离子电池的制备方法，包括有机溶剂80wt％、锂盐10wt％、第一添加剂1.0wt％、第二添加剂1.0wt％、第三添加剂0.5wt％、辅助试剂5-10wt％，将本发明专利技术提供的预锂化电解液应用在预锂化电池中工艺简单、易于操作，可改善现有锂离子电池首次库伦效率低的状况，同时提高容量、改善循环性能和电池高温性能，并且可以提高电池的安全性。本发明专利技术提供的技术方案将预锂化电解液应用在预锂化电池时，制备的锂离子电池的首次效率高达98％以上，首次可逆容量3400AmH以上，300周后容量保持96％以上，高温储存保持90％以上，循环后极片无析锂。循环后极片无析锂。

【技术实现步骤摘要】
一种预锂化电解液及预锂化锂离子电池的制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体是一种预锂化电解液及预锂化锂离子电池的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来随着电子产品以及电动汽车对锂离子电池需求的不断加大，锂离子电池得到了快速发展，同时对电池的高能量密度、高功率的要求也不断提高。而锂离子电池能量密度的提升已经达到或接近现有电极材料的极限值，另外，锂离子电池在首次充放电过程中存在首次容量损失的问题。鉴于此，研究人员提出了锂离子电池的预锂化技术。
[0003]锂离子电池主要依靠锂离子在正负极材料间穿梭来实现充放电，来回穿梭的锂离子的数量决定了电池的容量。锂离子电池容量损失的主要来源主要有两个方面，首先是活性锂的损失，主要为SEI的生长、电解液的副发应等损失。其次是极化损失，物理阻抗、电化学阻抗、扩散阻抗等。预锂化就是解决活性锂损失引起的电池容量损失。但长期以来各种预锂化法制备的锂离子电池存在以下问题：高温性能不佳，充电过程中易形成锂枝晶，影响电池的安全性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
[0005]一种预锂化电解液，包括有机溶剂80wt％、锂盐10wt％、第一添加剂1.0wt％、第二添加剂1.0wt％、第三添加剂0.5wt％、辅助试剂5-10wt％；
[0006]第一添加剂的结构式为：
[0007][0008]其中，M
+
为Na
+
、K
+r/>、Rb
+
、Cs
+
、Fr
+
中一种或多种；
[0009]第二添加剂的结构式为：
[0010][0011]其中，X
n+
为Li
+
、Na
+
、K
+
、Rb
+
、Cs
+
、Fr
+
中一种或多种；
[0012]第三添加剂的结构式为：
[0013][0014]其中，R1、R2为碳原子为0-5个烷烃。
[0015]进一步的，有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯外，还包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环、γ-丁内酯、乙二醇二甲醚、丙酸丙酯、丙酸乙酯中的一种或多种。
[0016]进一步的，锂盐为双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟代磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂中的两种或多种的混合物。
[0017]进一步的，辅助试剂为碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3－丙烯磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、五氟烷氧基环三磷腈、 1,1,2,2-四氟乙基、2,2,3,3-四氟丙基醚重中的两种或多种。
[0018]一种预锂化锂离子电池的制备方法，采用以上所述的预锂化电解液，包括以下步骤：
[0019](1)取负极片并于负极片的表面涂刷纳米锂粉，得到预锂化负极片；
[0020](2)取正极片、隔膜、以及步骤(1)中的预锂化负极片卷绕得到电芯；
[0021](3)将步骤(2)中的电芯经过入壳、滚槽得到待锂化电池。
[0022](3)想步骤(3)中得到的待锂化电池加入预锂化点解液，经过封装、化成得到预锂化锂离子电池。
[0023]进一步的，步骤(1)中加入纳米锂粉的质量为负极片中硅炭质量的5-10％。
[0024]进一步的，步骤(1)中的操作温度为20-30℃，湿度小于35％，纳米锂粉在负极片上的停留时间小于4h。
[0025]与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果为：将本专利技术提供的预锂化电解液应用在预锂化电池中工艺简单、易于操作，可改善现有锂离子电池首次库伦效率低的状况，同时提高容量、改善循环性能和电池高温性能，并且可以提高电池的安全性。本专利技术提供的技术方案将预锂化电解液应用在预锂化电池时，制备的锂离子电池的首次效率高达98％以上，首次可逆容量3400AmH以上，300周后容量保持96％以上，高温储存保持90％以上，循环后极片无析锂。
[0026]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
具体实施方式
[0027]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]一种预锂化电解液，包括有机溶剂80wt％、锂盐10wt％、第一添加剂1.0wt％、第二添加剂1.0wt％、第三添加剂0.5wt％、辅助试剂5-10wt％；
[0029]第一添加剂的结构式为：
[0030][0031]其中，M
+
为Na
+
、K
+
、Rb
+
、Cs
+
、Fr
+
中一种或多种；
[0032]第二添加剂的结构式为：
[0033][0034]其中，X
n+
为Li
+
、Na
+
、K
+
、Rb
+
、Cs
+
、Fr
+
中一种或多种；
[0035]第三添加剂的结构式为：
[0036][0037]其中，R1、R2为碳原子为0-5个烷烃。
[0038]进一步的，有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯外，还包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环、γ-丁内酯、乙二醇二甲醚、丙酸丙酯、丙酸乙酯中的一种或多种。
[0039]进一步的，锂盐为双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟代磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂中的两种或多种的混合物。
[0040]进一步的，辅助试剂为碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3－丙烯磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、五氟烷氧基环三磷腈、 1,1,2,2-四氟乙基、2,2,3,3-四氟丙基醚重中的两种或多种。
[0041]一种预锂化锂离子电池的制备方法，采用以上所述的预锂化电解液，包括以下步骤：
[0042](1)取负极片并于负极片的表面涂刷纳米锂粉，得到预锂化负极片；
[0043](2)取正极片、隔膜、以及步骤(1)中的预锂化负极片卷绕得到电芯；
[0044](3)将步骤(2)中的电芯经过入壳、滚槽得到待锂化电池。
[0045](3)想步骤(3)中得到的待锂化电池加入预锂化点解液，经过封装、化成得到预锂化锂离子电池。
[0046]进一步的，步骤(1)中加入纳米锂粉的质量为负极片中硅炭质量的5-1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预锂化电解液，其特征在于，包括有机溶剂80wt％、锂盐10wt％、第一添加剂1.0wt％、第二添加剂1.0wt％、第三添加剂0.5wt％、辅助试剂5-10wt％；第一添加剂的结构式为：其中，M
+
为Na
+
、K
+
、Rb
+
、Cs
+
、Fr
+
中一种或多种；第二添加剂的结构式为：其中，X
n+
为Li
+
、Na
+
、K
+
、Rb
+
、Cs
+
、Fr
+
中一种或多种；第三添加剂的结构式为：其中，R1、R2为碳原子为0-5个烷烃。2.根据权利要求1所述一种预锂化点解液，其特征在于，有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯外，还包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环、γ-丁内酯、乙二醇二甲醚、丙酸丙酯、丙酸乙酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述一种预锂化点解液，其特征在于，锂盐为双草酸硼酸锂、二...

【专利技术属性】
技术研发人员：高歌，梁光照，陈备粮，张利，任东涛，
申请(专利权)人：中科邦汇新材料科技东莞有限公司，
类型：发明
国别省市：