鋰電池負(fù)極片及其制備方法和相應(yīng)的鋰電池制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鋰電池負(fù)極片及其制備方法和相應(yīng)的鋰電池制備方法，其中鋰電池負(fù)極片包括采用金屬箔材或金屬網(wǎng)制作的負(fù)極集流體、設(shè)置于所述負(fù)極集流體表面的鋰層以及連接在所述負(fù)極集流體的負(fù)極極耳；負(fù)極利用電鍍的方式在負(fù)極集流體表面鍍上金屬鋰層，與常規(guī)鋰離子電池相比，大大的節(jié)省了電池空間，提高了電池的能量密度，且通過(guò)在金屬箔或金屬網(wǎng)上電鍍的方式同時(shí)能夠薄化負(fù)極鋰層和增加鋰層的抗拉強(qiáng)度，與一次鋰電池相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了鋰電池的大電流放電，提高了電池的功率密度，且避免了一次鋰電池必須在干燥或惰性氣氛中制作的難點(diǎn)，降低了電池的制作成本。
【專利說(shuō)明】鋰電池負(fù)極片及其制備方法和相應(yīng)的鋰電池制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰電池加工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鋰電池負(fù)極片及其制備方法和相應(yīng)的鋰電池制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池具有工作溫度范圍寬，放電電壓平穩(wěn)，自放電率低，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，特別是航天航空、軍事、長(zhǎng)壽命儀器儀表、物流追蹤、汽車電子、移動(dòng)數(shù)碼產(chǎn)品等領(lǐng)域。
[0003]近年來(lái)，隨著科技不斷發(fā)展，電子設(shè)備的功能不斷升級(jí)，鋰離子電池應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，因此對(duì)鋰電池的能量密度及倍率性能提出了更高的要求，高能及高功率鋰電池已成為鋰電池行業(yè)的重點(diǎn)研究方向。
[0004]高能高功率電池的研究方向是正負(fù)極材料，以金屬鋰為負(fù)極的一次鋰電池，由于負(fù)極金屬鋰具有高的克容量(3860mAh/g)而使得一次鋰電池具有較高的能量密度。常用的一次鋰電池，其負(fù)極金屬鋰片的制作通常是將金屬鋰塊或鋰錠通過(guò)擠壓或模壓拉伸的方式制作成一定尺寸的金屬鋰帶；而通過(guò)擠壓或模壓制作鋰片存在兩個(gè)缺點(diǎn):一是擠壓(模壓)拉伸的厚度不均勻，鋰片的一致性難以保證；二是由于鋰的金屬?gòu)?qiáng)度較低，在擠壓拉伸薄的金屬鋰帶過(guò)程易斷，鋰的利用率低且難以制得薄的金屬鋰帶，目前通過(guò)擠壓或模壓拉伸的方式能夠?qū)崿F(xiàn)的最薄鋰帶約為0.06mm (即60 μ m)。由于薄的金屬鋰負(fù)極難以制得，因此常規(guī)一次鋰電池負(fù)極的制作方法難以滿足鋰電池的高功率要求；另外由于金屬鋰具有高活性及不安全性使其制備需要在干燥或者惰性氣氛如氮?dú)饣驓鍤鈿夥罩胁僮?，使得金屬鋰?fù)極的制作成本大大提高。
[0005]而目前商業(yè)化的鋰離子電池負(fù)極材料大多采用各種具有強(qiáng)導(dǎo)電性的嵌鋰碳材料，其負(fù)極片的制作是通過(guò)在導(dǎo)電集流體的表面利用涂膜的方式涂上負(fù)極活性材料，極片的涂膜面密度能夠控制，因此能夠滿足電子設(shè)備的功率要求。盡管相對(duì)金屬鋰而言，碳材料在安全性能、循環(huán)性能方面有了很大的改善，但仍然存在不少缺點(diǎn):碳材料負(fù)極的理論克容量為372mAh/g，在第一次充放電時(shí)，會(huì)在碳表面形成鈍化膜，造成容量損失，首次充放電效率低；且由于碳電極與金屬鋰的電極電位相近，在電池過(guò)充電時(shí)，仍可能會(huì)在碳電極表面析出金屬鋰，而形成枝晶造成短路；與電解液發(fā)生作用以及可能在高溫時(shí)熱失控等。因此高能高功率鋰電池的研究主要是提高一次鋰電池的功率密度和提高可充電鋰離子電池的能量密度。高功率一次鋰電池通常是通過(guò)將鋰金屬用沉積或噴涂的方式載入到薄的導(dǎo)電支撐件如金屬網(wǎng)或金屬帶上(銅箔、鎳網(wǎng)等)以提高其機(jī)械抗拉強(qiáng)度達(dá)到薄化金屬鋰負(fù)極的目的，但利用沉積或噴涂的方式使制造工藝明顯復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，且金屬鋰的利用率低。而高能量鋰離子電池的研究主要在于正負(fù)極材料，與碳負(fù)極相比，合金類負(fù)極材料一般具有較高的比容量，但循環(huán)性能較差且存在體積膨脹等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的在于:提供一種能夠提高一次鋰電池的功率密度和提高可充電鋰離子電池的能量密度的鋰電池負(fù)極片以及該鋰電池負(fù)極片的制備方法。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于:提供一種包含上述鋰電池負(fù)極片的鋰電池的制備方法。
[0008]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]一方面，提供一種鋰電池負(fù)極片，包括采用金屬箔材或金屬網(wǎng)制作的負(fù)極集流體、設(shè)置于所述負(fù)極集流體表面的鋰層以及連接在所述負(fù)極集流體的負(fù)極極耳。
[0010]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述負(fù)極集流體的上、下表面交替設(shè)置有凹槽，所述鋰層填滿所述凹槽并覆蓋所述負(fù)極集流體上、下表面。
[0011]優(yōu)選的,所述負(fù)極集流體由厚度為6?25 Ii m的金屬箔材或金屬網(wǎng)制成。
[0012]更優(yōu)選的，所述負(fù)極集流體的厚度為6?60 ii m,所述負(fù)極集流體的上、下表面通過(guò)輥壓或模壓形成具有交替凹槽的凹凸結(jié)構(gòu)或迂曲結(jié)構(gòu)，所述凹槽的容積應(yīng)小于等于54 u m3/ u m2。
[0013]優(yōu)選的，所述負(fù)極集流體上的鋰層厚度為8?80 y m。更優(yōu)選的，所述負(fù)極集流體上的鋰層厚度為2?54 iim。
[0014]本發(fā)明的負(fù)極片帶有鋰金屬層，與常規(guī)鋰離子電池相比，由于金屬鋰的容量遠(yuǎn)比碳負(fù)極材料大，因此利用本發(fā)明負(fù)極能夠大大的節(jié)省電池空間，提高了電池的能量密度。本發(fā)明的負(fù)極集流體采用金屬箔材或金屬網(wǎng)制成，通過(guò)在該負(fù)極集流體上設(shè)置鋰層能夠薄化負(fù)極鋰層和增加鋰的抗拉強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)電池的大電流放電，提高了電池的功率密度。
[0015]負(fù)極集流體設(shè)置凹凸結(jié)構(gòu)或迂曲結(jié)構(gòu)的能夠起到緩沖作用，提供集流體伸縮的空間，增加單位面積金屬鋰的裝載量，避免負(fù)極集流體由于鍍鋰體積膨脹而導(dǎo)致正負(fù)極集流體斷裂，同時(shí)提高電池中電解液的保有量。
[0016]優(yōu)選的，所述凹槽可以為方形槽、梯形槽或弧形槽等。
[0017]所述負(fù)極集流體并不局限于凹槽或迂曲結(jié)構(gòu)，其還可以為表面平整的片狀結(jié)構(gòu)，所述鋰層均勻設(shè)置于所述負(fù)極集流體的上、下表面。
[0018]另一方面，提供一種如上所述的鋰電池負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:
[0019]步驟S21、提供權(quán)利要求1中所述的負(fù)極集流體；
[0020]步驟S22、在所述負(fù)極集流體表面電鍍鋰層；
[0021]步驟S23、在所述負(fù)極集流體上焊接或鉚接導(dǎo)電金屬帶作為負(fù)極極耳；
[0022]所述步驟S22與所述步驟S23無(wú)先后順序。
[0023]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟S22中所述電鍍鋰層的方式為化學(xué)電鍍或利用鋰離子電池化成原理進(jìn)行電鍍。
[0024]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述化學(xué)電鍍?yōu)橐载?fù)極集流體作為陰極，金屬鋰、鋰鹽或含鋰化合物作為陽(yáng)極進(jìn)行電鍍。
[0025]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述利用鋰離子電池化成原理進(jìn)行電鍍?yōu)樵诔潆娺^(guò)程中，正極活性材料中可逆的鋰脫出，形成脫鋰態(tài)正極活性材料，從正極脫出的Li+游離到負(fù)極并電鍍?cè)谪?fù)極集流體表面形成所述鋰層。
[0026]通過(guò)在金屬箔或金屬網(wǎng)上電鍍的方式同時(shí)能夠薄化負(fù)極鋰層和增加鋰層的抗拉強(qiáng)度，與一次鋰電池相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了鋰電池的大電流放電，提高了電池的功率密度。[0027]再一方面，提供一種具有如上所述的鋰電池負(fù)極片的鋰電池制備方法，包括以下步驟:
[0028]步驟S1、制作正極片:提供包含有正極活性材料的正極漿料、正極集流基體，并將正極漿料均勻涂覆在正極集流基體上，得到附著有包含正極活性材料的正極膜片的正極集流體，將所述正極集流體冷壓后裁切，并焊接正極極耳，得到正極片；
[0029]步驟S2、制作負(fù)極集流體:取厚度為6?25 iim的金屬箔材或金屬網(wǎng)制作厚度為6?60 ii m的負(fù)極集流體,并在負(fù)極集流體上焊接或鉚接導(dǎo)電金屬帶作為負(fù)極極耳；
[0030]步驟S3、制作隔離膜:按照一定的長(zhǎng)度和寬度裁切得到隔離膜；
[0031]步驟S4、制作電解液:將鋰鹽加入到溶劑中制得電解液；
[0032]步驟S5、電池組裝:將正極片、隔離膜和負(fù)極集流體通過(guò)層疊或卷繞制成鋰電池電芯，然后將電芯裝入包裝殼中注入電解液后封口 ；
[0033]步驟S6、鋰電池的化成及老化:對(duì)步驟S5的鋰電池進(jìn)行充電，在充電過(guò)程中，正極活性材料中可逆的鋰脫出，形成脫鋰態(tài)正極活性材料，從正極脫出的Li+游離到負(fù)極并電鍍?cè)谪?fù)極集流體表面形成所述鋰層，然后對(duì)鋰電池進(jìn)行老化成型。
[0034]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，于所述步驟SI中，所述正極漿料為將正極活性材料與聚偏二氟乙烯粘結(jié)劑和導(dǎo)電碳在N-甲基吡咯烷酮溶劑中攪拌均勻制得。
[0035]優(yōu)選的，以克容量為140mAh/g的鈷酸鋰(LiCoO2)為正極活性材料，與粘結(jié)劑PVDF和導(dǎo)電劑Super-P按95:2:3的質(zhì)量比在NMP中混合攪拌均勻，制成正極漿料，按33.0mg/cm2的密度將正極漿料雙面涂覆在厚度為16iim、長(zhǎng)度為168mm的鋁箔上，所述正極漿料在鋁箔上雙面涂覆的長(zhǎng)度分別為130mm和152mm，經(jīng)冷壓裁切成寬度為42mm、厚度為0.107mm的極片，并焊接正極極耳得到表面附著有正極膜片的正極片。
[0036]優(yōu)選的，以克容量為146mAh/g的鎳鈷錳酸鋰(LiNia4Coa2Mna4O2)為正極活性材料，與粘結(jié)劑PVDF和導(dǎo)電劑Super-P按94.5:2:3.5的質(zhì)量比在NMP中混合攪拌均勻，制成正極漿料，按30.0mg/cm2的密度將正極漿料雙面涂覆在厚度為16 u m、長(zhǎng)度為168mm的鋁箔上，所述正極漿料在鋁箔上雙面涂覆的長(zhǎng)度分別為130mm和152mm，經(jīng)冷壓裁切成寬度為42mm、厚度為0.107mm的極片，并焊接正極極耳得到表面附著有正極膜片的正極片。
[0037]優(yōu)選的，以克容量為100mAh/g的錳酸鋰(LiMnO2)為正極活性材料，與粘結(jié)劑PVDF和導(dǎo)電劑Super-P按94.5:2:3.5的質(zhì)量比在NMP中混合攪拌均勻，制成正極漿料，按27.0mg/cm2的密度將正極漿料雙面涂覆在厚度為16 u m、長(zhǎng)度為168mm的鋁箔上，所述正極漿料在鋁箔上雙面涂覆的長(zhǎng)度分別為130mm和152mm，經(jīng)冷壓裁切成寬度為42mm、厚度為0.102mm的極片，并焊接正極極耳得到表面附著有正極膜片的正極片。
[0038]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，于所述步驟S2中，所述負(fù)極集流體的上、下表面通過(guò)輥壓或模壓形成具有交替凹槽的凹凸結(jié)構(gòu)或迂曲結(jié)構(gòu)，所述凹槽的容積應(yīng)小于等于54 u m3/ u m2。
[0039]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，于所述步驟S6中，對(duì)鋰電池的化成老化流程為0.05?0.2C電流充電至4.0V后用0.2?IC電流充電至4.2?4.5V，并在40?50°C環(huán)境中老化
24?72h。
[0040]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明所制得的負(fù)極能夠依據(jù)電池設(shè)定的容量要求控制電鍍?cè)谪?fù)極集流體上鋰金屬的面密度和尺寸，且根據(jù)電鍍電流的大小實(shí)現(xiàn)負(fù)極集流體上金屬鋰鍍層的均勻性和一致性，提高電池的安全性能。
[0041]負(fù)極利用電鍍的方式在負(fù)極集流體表面鍍上金屬鋰層，與常規(guī)鋰離子電池相比，大大的節(jié)省了電池空間，提高了電池的能量密度，且通過(guò)在金屬箔或金屬網(wǎng)上電鍍的方式同時(shí)能夠薄化負(fù)極鋰層和增加鋰層的抗拉強(qiáng)度，與一次鋰電池相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了鋰電池的大電流放電，提高了電池的功率密度，且避免了一次鋰電池必須在干燥或惰性氣氛中制作的難點(diǎn)，降低了電池的制作成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0042]下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0043]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所述負(fù)極集流體截面示意圖。
[0044]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1所述負(fù)極片截面示意圖。
[0045]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1所述負(fù)極片平面示意圖。
[0046]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2、3所述負(fù)極集流體截面示意圖。
[0047]圖5為本發(fā)明實(shí)施例2、3所述負(fù)極片截面示意圖。
[0048]圖1至3中:
[0049]11、負(fù)極集流體；12、鋰層；13、負(fù)極極耳。
[0050]圖4、5 中:
[0051]21、負(fù)極集流體；22、鋰層；23、負(fù)極極耳。
【具體實(shí)施方式】
[0052]下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0053]實(shí)施例1:
[0054]如圖1至3所示，本實(shí)施例所述的一種鋰電池負(fù)極片，包括采用金屬箔材制作的負(fù)極集流體11、通過(guò)電鍍的方式設(shè)置于負(fù)極集流體11表面的鋰層12以及連接在負(fù)極集流體11的負(fù)極極耳13 ;負(fù)極集流體11為表面平整的片狀結(jié)構(gòu)，鋰層12均勻設(shè)置于負(fù)極集流體11的上下表面。
[0055]本實(shí)施例所述鋰電池負(fù)極片采用以下方法制備而成:
[0056]步驟S21、提供如上所述的負(fù)極集流體，在負(fù)極集流體的一端焊接負(fù)極極耳；
[0057]步驟S22、利用鋰離子電池化成原理在所述負(fù)極集流體表面電鍍鋰層，利用鋰離子電池化成原理進(jìn)行電鍍?yōu)樵诔潆娺^(guò)程中，正極活性材料中可逆的鋰脫出，形成脫鋰態(tài)正極活性材料，從正極脫出的Li+游離到負(fù)極并電鍍?cè)谪?fù)極集流體表面形成所述鋰層。
[0058]本實(shí)施例所述鋰電池采用以下方法制備而成:
[0059]S1、制作正極片:以克容量為140mAh/g的鈷酸鋰(LiCoO2)為正極活性材料，與粘結(jié)劑PVDF和導(dǎo)電劑Super-P按95:2:3的質(zhì)量比在NMP中混合攪拌均勻，制成正極漿料，按33.0mg/cm2的密度將正極漿料雙面涂覆在厚度為16 u m、長(zhǎng)度為168mm的鋁箔上，所述正極漿料在鋁箔上雙面涂覆的長(zhǎng)度分別為130mm和152mm，經(jīng)冷壓裁切成寬度為42mm、厚度為
0.107mm的極片，并焊接正極極耳得到表面附著有正極膜片的正極片；
[0060]S2、制作負(fù)極集流體:取9 ii m的銅箔裁切成長(zhǎng)度為153mm、寬度為44mm的銅箔，并在集流體上焊接負(fù)極極耳，得到負(fù)極集流體，結(jié)構(gòu)如附圖1所示；[0061]S3、制作隔離膜:采用厚度為16iim的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)三層隔離膜，長(zhǎng)度為320mm、寬度為46mm ；
[0062]S4、電解液的制作:將六氟磷酸鋰(LiPF6)加入到溶劑中，混合均勻得到電解液，其中，所述溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合液；
[0063]S5、鋰電池的制作:將上述得到的正極片、隔離膜和負(fù)極集流體進(jìn)行卷繞得到鋰電池電芯，然后將電芯裝入鋁塑膜包裝殼中并注入電解液后封口 ；
[0064]S6、鋰電池的化成及老化:用13mA (0.05C)的電流將將步驟(5)制得的鋰電池充電至4.0V，再用52mA (0.2C)的電流充電至4.2V，然后將鋰電池于45°C烤箱中老化48h后成型得到本發(fā)明實(shí)施例1負(fù)極及含有本發(fā)明負(fù)極型號(hào)為68500的鋰電池，其中電鍍?cè)谪?fù)極集流體上鋰層的厚度為20 ym，其截面圖和平面圖分別如圖2和圖3所示。
[0065]對(duì)比例1:
[0066]本對(duì)比例所述鋰電池采用以下方法制備而成:
[0067](I)正極片的制作:以克容量為140mAh/g的鈷酸鋰(LiCoO2)為正極活性材料，與粘結(jié)劑PVDF和導(dǎo)電劑Super-P按95:2:3的質(zhì)量比在NMP中混合攪拌均勻，制成正極漿料，按28.0mg/cm2的密度將正極漿料雙面涂覆在厚度為16 u m、長(zhǎng)度為120mm的鋁箔上，所述正極漿料在鋁箔上雙面涂覆的長(zhǎng)度分別為82mm和100mm，經(jīng)冷壓裁切成寬度為42mm、厚度為
0.093mm極片，并焊接正極極耳得到表面附著有正極膜片的正極片；
[0068](2)負(fù)極片的制作:以克容量為350mAh/g的石墨為負(fù)極活性材料，與粘結(jié)劑丁苯橡膠(SBR)、增稠劑羧甲基纖維素(CMC)和導(dǎo)電劑Super-P按95:1.8:1.5:1.7的質(zhì)量比在去離子水中混合攪拌均勻，制成負(fù)極漿料，以12.4mg/cm2的密度按雙面涂覆長(zhǎng)度均為IOOmm的尺寸將負(fù)極漿料雙面涂覆在厚度為9 u m、長(zhǎng)度為105mm的銅箔上，經(jīng)冷壓裁切成寬度為44mm、厚度為0.09mm的極片，并焊接負(fù)極極耳得到表面附著有負(fù)極膜片的負(fù)極片；
[0069](3)隔離膜的制作:采用厚度為16iim的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)三層隔尚1 旲，長(zhǎng)度為265mm、覽度為46mm ；
[0070](4)電解液的制作:將六氟磷酸鋰(LiPF6)加入到溶劑中，混合均勻得到電解液，其中，所述溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合液；
[0071](5)鋰電池的制作:將上述得到的正極片、隔離膜和負(fù)極片進(jìn)行卷繞得到鋰電池電芯，然后將電芯裝入鋁塑膜包裝殼中并注入電解液后封口 ；
[0072](6)鋰電池的化成及老化:用13mA (0.1C)的電流將步驟(5)制得的鋰電池充電至
4.0V，再用52mA (0.4C)的電流充電至4.2V，成型得到對(duì)比例I型號(hào)為68500的鋰電池。
[0073]對(duì)比例2:
[0074]本對(duì)比例所述鋰電池采用以下方法制備而成:
[0075](I)正極片的制作:以克容量為270mAh/g的二氧化錳(MnO2)為正極活性材料，與粘結(jié)劑PVDF和導(dǎo)電劑Super-P和KS-6按90:3:3.5:3.5的質(zhì)量比在NMP中混合攪拌均勻，制成正極漿料，按28.0mg/cm2的密度將正極漿料雙面涂覆在厚度為16 u m、長(zhǎng)度為120mm的鋁箔上，所述正極漿料在鋁箔上雙面涂覆的長(zhǎng)度分別為82mm和100mm，經(jīng)冷壓裁切成寬度為44mm、厚度為0.108mm的極片，并焊接正極極耳得到表面附著有正極膜片的正極片；
[0076](2)負(fù)極片的制作:取寬度為42mm、厚度為0.07mm的鋰帶裁切成長(zhǎng)度為95mm鋰片，并在鋰片上沖壓負(fù)極極耳，得到負(fù)極片；[0077](3)隔離膜的制作:采用厚度為16iim的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯(PP/PE/PP)三層隔尚1 旲，長(zhǎng)度為230mm，覽度為46mm ；
[0078](4)電解液的制作:將六氟磷酸鋰(LiPF6)加入到溶劑中，混合均勻得到電解液，其中，所述溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合液；
[0079](5)鋰電池的制作:將上述得到的正極片、隔離膜和負(fù)極片進(jìn)行卷繞得到鋰電池電芯，然后將電芯裝入鋁塑膜包裝殼中并注入電解液后封口 ；
[0080](6)鋰電池的化成及老化:用13mA (0.05C)的電流將將步驟(5)制得的鋰電池放電12min (容量的1%)，然后將鋰電池在45°C烤箱中老化48h后成型得到對(duì)比例2型號(hào)為68500的鋰電池。
[0081]將上述實(shí)施例1、對(duì)比例I和對(duì)比例2制備得到的鋰電池分別進(jìn)行IOOmA和1000mA放電，其放電容量、平臺(tái)電壓和自放電率如表1所示:
[0082]表1
【權(quán)利要求】
1.一種鋰電池負(fù)極片，其特征在于，包括采用金屬箔材或金屬網(wǎng)制作的負(fù)極集流體、設(shè)置于所述負(fù)極集流體表面的鋰層以及連接在所述負(fù)極集流體的負(fù)極極耳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池負(fù)極片，其特征在于，所述負(fù)極集流體的上、下表面交替設(shè)置有凹槽，所述鋰層填滿所述凹槽并覆蓋所述負(fù)極集流體上、下表面。
3.—種如權(quán)利要求1所述的鋰電池負(fù)極片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟S21、提供如權(quán)利要求1所述的負(fù)極集流體； 步驟S22、在所述負(fù)極集流體表面電鍍鋰層； 步驟S23、在所述負(fù)極集流體上焊接或鉚接導(dǎo)電金屬帶作為負(fù)極極耳； 所述步驟S22與所述步驟S23無(wú)先后順序。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池負(fù)極片的制備方法，其特征在于，步驟S22中所述電鍍鋰層的方式為化學(xué)電鍍或利用鋰離子電池化成原理進(jìn)行電鍍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池負(fù)極片的制備方法，其特征在于，所述化學(xué)電鍍?yōu)橐载?fù)極集流體作為陰極，金屬鋰、鋰鹽或含鋰化合物作為陽(yáng)極進(jìn)行電鍍。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池負(fù)極片的制備方法，其特征在于，所述利用鋰離子電池化成原理進(jìn)行電鍍?yōu)樵诔潆娺^(guò)程中，正極活性材料中可逆的鋰脫出，形成脫鋰態(tài)正極活性材料，從正極脫出的Li+游離到負(fù)極并電鍍?cè)谪?fù)極集流體表面形成所述鋰層。
7.一種具有權(quán)利要求1所述的鋰電池負(fù)極片的鋰電池制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟S1、制作正極片:提供包含有正極活性材料的正極漿料、正極集流基體，并將正極漿料均勻涂覆在正極集流基體上，得到附著有包含正極活性材料的正極膜片的正極集流體，將所述正極集流體冷壓后裁切，并焊接正極極耳，得到正極片； 步驟S2、制作負(fù)極集流體:取厚度為6?25 μ m的金屬箔材或金屬網(wǎng)制作厚度為6?60 μ m的負(fù)極集流體,并在負(fù)極集流體上焊接或鉚接導(dǎo)電金屬帶作為負(fù)極極耳； 步驟S3、制作隔離膜:按照一定的長(zhǎng)度和寬度裁切得到隔離膜； 步驟S4、制作電解液:將鋰鹽加入到溶劑中制得電解液； 步驟S5、電池組裝:將正極片、隔離膜和負(fù)極集流體通過(guò)層疊或卷繞制成鋰電池電芯，然后將電芯裝入包裝殼中注入電解液后封口； 步驟S6、鋰電池的化成及老化:對(duì)步驟S5的鋰電池進(jìn)行充電，在充電過(guò)程中，正極活性材料中可逆的鋰脫出，形成脫鋰態(tài)正極活性材料，從正極脫出的Li+游離到負(fù)極并電鍍?cè)谪?fù)極集流體表面形成所述鋰層，然后對(duì)鋰電池進(jìn)行老化成型。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰電池制備方法，其特征在于，于所述步驟SI中，所述正極漿料為將正極活性材料與聚偏二氟乙烯粘結(jié)劑和導(dǎo)電碳在N-甲基吡咯烷酮溶劑中攪拌均勻制得。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰電池制備方法，其特征在于，于所述步驟S2中，所述負(fù)極集流體的上、下表面通過(guò)輥壓或模壓形成具有交替凹槽的凹凸結(jié)構(gòu)或迂曲結(jié)構(gòu)，所述凹槽的容積應(yīng)小于等于54 μ m3/ μ m2。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰電池制備方法，其特征在于，于所述步驟S6中，對(duì)鋰電池的化成老化流程為0.05?0.2C電流充電至4.0V后用0.2?IC電流充電至4.2?4.5V,并在40?50°C環(huán)境中老化24?72h。
【文檔編號(hào)】H01M4/139GK103779579SQ201410034906
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】呂正中, 劉范芬, 劉金成 申請(qǐng)人:湖北金泉新材料有限責(zé)任公司