用于制造锂电池单元的阳极的方法技术

本发明专利技术涉及用于制造锂电池单元的阳极的方法。描述了一种用于制造锂离子电池单元的阳极的方法，并且该方法包括在组装到电池单元中之前在生阳极上形成固体电解质界面（SEI）层，这是通过将第一SEI生成电解质施加于生阳极以形成第一中间阳极，将第二SEI生成电解质施加于第一中间阳极以形成第二中间阳极，并将第三SEI生成电解质施加于第二中间阳极以形成电池阳极，其中，该电池阳极包括具有SEI层的生阳极。因此，形成电池阳极，这是通过顺序地将SEI生成电解质施加于生阳极以形成具有SEI层的电池阳极，并且形成锂离子电池单元，这是通过将电池阳极组装到具有阴极和分隔器的电池包中，并在密封之前添加电池电解质。并在密封之前添加电池电解质。并在密封之前添加电池电解质。

【技术实现步骤摘要】
用于制造锂电池单元的阳极的方法

技术介绍

[0001]锂离子电池是一类可充电电池，其中锂离子在负电极和正电极之间移动。液体、固体和聚合物电解质可有助于锂离子在阳极和阴极之间的移动。由于其高能量密度和经受连续的充电和放电循环的能力，锂离子电池在手持式个人通信装置和汽车系统中具有应用。Li金属电极的大体积变化和高反应性可导致“苔状”锂结构和/或锂枝晶生长，这可减少此类锂离子电池的循环效率和应用。

技术实现思路

[0002]本文提供了用于形成具有固体电解质界面（SEI）层的锂离子电池单元的阳极的方法，该固体电解质界面（SEI）层在将阳极组装到电池单元中之前形成。本文所述的SEI层抑制或防止Li枝晶和/或“苔状”结构在电池组循环期间的生长，并且还表现出柔性特性，这为锂阳极和附属的电池单元结构提供机械保护。此外，SEI层的形成可产生疏水电极中间产物，这允许其在制造步骤之间的非惰性环境中被输送和/或存储。
[0003]本文所述的概念提供了一种用于制造锂离子电池单元的阳极的方法。该方法包括在组装到电池单元中之前在生阳极上形成固体电解质界面（SEI）层，这是通过将第一SEI生成电解质施加于生阳极以形成第一中间阳极，将第二SEI生成电解质施加于第一中间阳极以形成第二中间阳极，并将第三SEI生成电解质施加于第二中间阳极以形成电池阳极，其中，该电池阳极包括具有SEI层的生阳极。所述生阳极包括金属条，所述金属条具有沉积在至少一侧上的电活性材料。
[0004]本公开的一个方面包括制造电池阳极，这是通过顺序地将一种或不同的SEI生成电解质施加于生阳极以形成具有固体电解质界面（SEI）层的电池阳极，并且制造锂离子电池单元，这是通过将电池阳极组装到电池包中，其中，该电池包包括阴极和分隔器，并在密封之前将电池电解质添加到该电池包。
[0005]本公开的另一方面包括通过如下方式将第一SEI生成电解质施加于生阳极，即：将第一非水液体电解质溶液施加于生阳极，该第一非水液体电解质溶液包含溶解在有机溶剂中的第一锂盐。
[0006]本公开的另一方面包括通过如下方式将第一SEI生成电解质施加于生阳极，即：将第一非水液体电解质溶液施加于生阳极，该第一非水液体电解质溶液包含溶解在有机溶剂中的锂盐的第一混合物。
[0007]本公开的另一方面包括通过如下方式将第二SEI生成电解质施加于第一中间阳极，即：将第二非水液体电解质溶液施加于第一中间阳极，该第二非水液体电解质溶液包含溶解在有机溶剂中的第二锂盐。
[0008]本公开的另一方面包括通过如下方式将SEI生成电解质施加于第一中间阳极，即：将第二非水液体电解质溶液施加于第一中间阳极，该第二非水液体电解质溶液包含溶解在有机溶剂中的锂盐的第二混合物。
[0009]本公开的另一方面包括通过如下方式将第三SEI生成电解质施加于第二中间阳
极，即：将第三非水液体电解质溶液施加于第二中间阳极，该第三非水液体电解质溶液包含溶解在有机溶剂中的第三锂盐。
[0010]本公开的另一方面包括通过如下方式将第三SEI生成电解质施加于第二中间阳极，即：将第三非水液体电解质溶液施加于第二中间阳极，该第三非水液体电解质溶液包含溶解在有机溶剂中的锂盐的第三混合物。
[0011]本公开的另一方面包括作为非水液体电解质溶液的第一、第二和第三SEI生成电解质，该非水液体电解质溶液包括溶解在有机溶剂中的锂盐，其中，该锂盐包括以下各项中的一种或混合物：六氟磷酸锂（LiPF6）；高氯酸锂（LiClO4）；四氯铝酸锂（LiAlCl4）；双(草酸)硼酸锂（LiB(C2O4)2）（LiBOB）；硝酸锂（LiNO3）、双(三氟甲磺酰亚胺)锂（LITFSI）（LiN(CF3SO2)2）；氟磺酰亚胺锂（LiN(FSO2)2）（LIFSI）。
[0012]本公开的另一方面包括在将第一SEI生成电解质施加于生阳极之后执行第一干燥步骤。
[0013]本公开的另一方面包括在将第二SEI生成电解质施加于第一中间阳极之后执行第二干燥步骤。
[0014]本公开的另一方面包括在将第三SEI生成电解质施加于第二中间阳极之后执行第三干燥步骤。
[0015]本公开的另一方面包括将电池阳极组装到电池包中，其中，该电池包包括阴极和分隔器；以及在密封之前将电池电解质添加到电池包，其中，该电池电解质具有与第一、第二和第三SEI生成电解质不同的化学组分。
[0016]本公开的另一方面包括在将电池阳极组装到电池包中之前评估电池阳极上的SEI层；以及仅当电池阳极上的SEI层达到最低标准时，将电池阳极组装到电池包中。
[0017]利用该过程的预期益处包括避免了电极被部分润湿或者在电池内部的SEI形成期间可能发生的均匀反应动力学（homogeneous reaction kinetics），其伴有相关联的锂镀覆、电解质分解和析气以及影响电池单元质量的其他问题。
[0018]本专利技术还包括以下技术方案。
[0019]方案1. 一种用于制造锂离子电池单元的电池阳极的方法，所述方法包括：在生阳极上形成固体电解质界面（SEI）层，包括：将第一SEI生成电解质施加于所述生阳极，以形成第一中间阳极；将第二SEI生成电解质施加于所述第一中间阳极，以形成第二中间阳极；以及将第三SEI生成电解质施加于所述第二中间阳极，以形成电池阳极；其中，所述电池阳极包括具有所述SEI层的所述生阳极；以及其中，所述生阳极包括金属条，所述金属条具有沉积在至少一侧上的电活性材料。
[0020]方案2. 根据方案1所述的方法，其中，将所述第一SEI生成电解质施加于所述生阳极包括：将包括溶解在有机溶剂中的第一锂盐的第一非水液体电解质施加于所述生阳极。
[0021]方案3. 根据方案2所述的方法，其中，所述第一SEI生成电解质包括非水液体电解质溶液，所述非水液体电解质溶液包含溶解在有机溶剂中的锂盐，其中，所述锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氯铝酸锂、双(草酸)硼酸锂、硝酸锂、双(三氟甲磺酰亚胺)锂或氟磺酰亚胺锂中的一种。
[0022]方案4. 根据方案1所述的方法，其中，将所述第一SEI生成电解质施加于所述生阳
极包括：将包括溶解在有机溶剂中的锂盐的第一混合物的第一非水液体电解质溶液施加于所述生阳极。
[0023]方案5. 根据方案1所述的方法，其中，将所述第二SEI生成电解质施加于所述第一中间阳极包括：将包括溶解在有机溶剂中的第二锂盐的第二非水液体电解质溶液施加于所述第一中间阳极。
[0024]方案6. 根据方案5所述的方法，其中，所述第二SEI生成电解质包括非水液体电解质溶液，所述非水液体电解质溶液包含溶解在有机溶剂中的锂盐，其中，所述锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氯铝酸锂、双(草酸)硼酸锂、硝酸锂、双(三氟甲磺酰亚胺)锂或氟磺酰亚胺锂中的一种。
[0025]方案7. 根据方案1所述的方法，其中，将所述SEI生成电解质施加于所述第一中间阳极包括：将包括溶解在有机溶剂中的锂盐的第二混合物的第二非水液体电解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制造锂离子电池单元的电池阳极的方法，所述方法包括：在生阳极上形成固体电解质界面（SEI）层，包括：将第一SEI生成电解质施加于所述生阳极，以形成第一中间阳极；将第二SEI生成电解质施加于所述第一中间阳极，以形成第二中间阳极；以及将第三SEI生成电解质施加于所述第二中间阳极，以形成电池阳极；其中，所述电池阳极包括具有所述SEI层的所述生阳极；以及其中，所述生阳极包括金属条，所述金属条具有沉积在至少一侧上的电活性材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一SEI生成电解质施加于所述生阳极包括：将包括溶解在有机溶剂中的第一锂盐的第一非水液体电解质施加于所述生阳极。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一SEI生成电解质包括非水液体电解质溶液，所述非水液体电解质溶液包含溶解在有机溶剂中的锂盐，其中，所述锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氯铝酸锂、双(草酸)硼酸锂、硝酸锂、双(三氟甲磺酰亚胺)锂或氟磺酰亚胺锂中的一种。4.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一SEI生成电解质施加于所述生阳极包括：将包括溶解在有机溶剂中的锂盐的第一混合物的第一非水液体电解质溶液施加于所述生阳极。5.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第二SEI生成电解质施加于所述第一中间阳极包括：将包括溶解在有机溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘津，J，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：