本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種向鋰離子電池極片補(bǔ)鋰的方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池由于具有高電壓、高能量密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命的優(yōu)勢(shì)，成為應(yīng)用范圍最廣的二次電池之一。但隨著便攜式電子設(shè)備微型化、長(zhǎng)待機(jī)的不斷發(fā)展，以及電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等大功率、高能量設(shè)備的啟用，都對(duì)作為儲(chǔ)能電源的鋰離子電池的能量密度的提出了越來(lái)越高的要求。
在電池的首次充電過(guò)程中，由于負(fù)極片表面固體電解質(zhì)膜(SEI膜)的形成會(huì)消耗部分從正極片遷移過(guò)來(lái)的鋰，由此而造成正極材料鋰的損失，從而降低了電池的容量，造成電池首次效率的降低。特別是當(dāng)負(fù)極片中的活性物質(zhì)為合金材料時(shí)表現(xiàn)得尤為明顯。
為了減少由于電池在首次充放電過(guò)程中的不可逆容量帶來(lái)的電池容量的降低，已有一些專利文獻(xiàn)報(bào)道了一些解決方法。例如申請(qǐng)?zhí)枮?2124684.X的中國(guó)專利提到將鋰金屬、負(fù)極材料和非水液體混合形成漿料，將漿料涂覆到集流體上，然后干燥漿液，輥壓后灌注電解液，使鋰粉擴(kuò)散進(jìn)入活性材料內(nèi)部。該方法雖然能夠提高首次效率，但由于金屬鋰反應(yīng)活性較高，整個(gè)操作環(huán)境需要在無(wú)水的干燥環(huán)境中進(jìn)行，而且要嚴(yán)格控制溫度，導(dǎo)致工序復(fù)雜。另外選擇的非水液體在混合過(guò)程中不能和金屬鋰粉反應(yīng)，此類非水液體大多為易燃易爆的液體，比如該專利申請(qǐng)中提到的四氫呋喃，甲苯和烴類溶劑等。而且后續(xù)的涂覆、冷壓和卷繞工藝都必須在干燥環(huán)境下進(jìn)行，對(duì)環(huán)境要求苛刻，負(fù)極片制作成本較高。此外，由于鋰粉較輕，在漿料中很容易上浮，造成添加的困難。
再如申請(qǐng)?zhí)枮?01110268072的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種包括補(bǔ)鋰正負(fù)極的鋰離子電池，該電池由于補(bǔ)鋰正極的存在而具有較高的能量密度。但是，該申請(qǐng)中主要通過(guò)通電的方式對(duì)正極片和負(fù)極片進(jìn)行補(bǔ)鋰，會(huì)消耗較多的能量，不利于節(jié)能環(huán)保，而且該申請(qǐng)需要進(jìn)行兩次補(bǔ)鋰循環(huán)，操作較為費(fèi)時(shí)和復(fù)雜，不利于生產(chǎn)效率的提高。
此外，還可以采用干粉添加的方法向極片表面添加鋰粉以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)鋰操作，但是由于鋰粉在空氣中容易飄浮，會(huì)對(duì)操作人員造成較大的安全隱患；而且直接添加鋰粉對(duì)環(huán)境和設(shè)備要求都很高，使得生產(chǎn)成本高，操作難度大。
有鑒于此，確有必要提供一種安全高效，操作簡(jiǎn)便，低成本的向鋰離子電池極片補(bǔ)鋰的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種安全高效，操作簡(jiǎn)便，低成本的向鋰離子電池極片補(bǔ)鋰的方法，以提高鋰離子電池首次庫(kù)倫效率，改善鋰離子電池循環(huán)性能，降低鋰離子電池不可逆容量。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種向鋰離子電池極片補(bǔ)鋰的方法，包括以下步驟：
步驟一、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒，殼層材料為橡膠和/或樹(shù)脂，核層材料為金屬鋰，所述金屬鋰包覆于所述殼層材料的內(nèi)部形成鋰膠粒；
步驟二、將步驟一的鋰膠粒與電極活性材料混合制成電極活性漿料，然后將混合后的電極活性漿料均勻涂覆于集流體的表面；或者先將鋰膠粒漿料均勻涂覆于集流體的表面，然后再均勻涂覆電極活性漿料；或者先將電極活性漿料均勻涂覆于集流體的表面，然后再均勻涂覆鋰膠粒漿料；烘干后即得到富鋰的電池極片。其中，為了更好的去除電池極片內(nèi)部的殘留溶劑，電池極片在上述烘干步驟后，還可以進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的加熱或負(fù)壓，以去除溶劑。
需要說(shuō)明的是，用于包覆金屬鋰的殼層材料最好是具有良好導(dǎo)電性的導(dǎo)電高分子材料，如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等；當(dāng)然，殼層材料也可以是絕緣高分子材料，因?yàn)榭稍跇O片制備過(guò)程添加導(dǎo)電劑以保證其良好的導(dǎo)電性能；而且殼層材料需對(duì)電解液表現(xiàn)出可溶解性，這樣才能把金屬鋰釋放出來(lái)，進(jìn)而補(bǔ)充鋰離子電池在循環(huán)過(guò)程中消耗的鋰，從而提高鋰離子電池首次庫(kù)倫效率，改善鋰離子電池循環(huán)性能，降低鋰離子電池不可逆容量。
優(yōu)選的，所述橡膠為有機(jī)氟橡膠、丁腈橡膠和丁苯橡膠中的至少一種。
優(yōu)選的，所述樹(shù)脂為丙烯酸樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、有機(jī)氟樹(shù)脂、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚對(duì)苯撐、聚苯硫醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯中的至少一種。
其中，上述橡膠和樹(shù)脂材料在電解液中均具有較好的溶解性，因此能夠在電池循環(huán)過(guò)程中釋放出金屬鋰來(lái)補(bǔ)充消耗的鋰，有效改善電池的循環(huán)性能和首次庫(kù)倫效率。
更為優(yōu)選的，所述樹(shù)脂為聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚對(duì)苯撐和聚苯硫醚種的至少一種。因?yàn)檫@些材料均為導(dǎo)電高分子材料，其具有良好的電解液溶解性能的同時(shí)，還具有良好的導(dǎo)電性能。
優(yōu)選的，所述核層材料與所述殼層材料的質(zhì)量之比為10:1～99:1，更優(yōu)選為70:1～99:1。
優(yōu)選的，所述鋰膠粒的制備方法之一為：在反應(yīng)容器中加入溶劑和殼層材料，控制溫度在60℃以下，充分?jǐn)嚢枋箽硬牧贤耆芙猓欢蠹尤牒藢硬牧戏垠w，充分?jǐn)嚢枋购藢硬牧铣浞址稚ⅲ婵救コ軇瓿芍苽溥^(guò)程。
優(yōu)選的，所述鋰膠粒的制備方法之二為：先分別配制殼層材料溶液和核層材料分散液，在攪拌的條件下，將核層材料分散液緩慢滴加到殼層材料溶液中，繼續(xù)攪拌，直至形成均一的分散溶液，烘烤去除溶劑，完成制備過(guò)程。
優(yōu)選的，所述溶劑為低級(jí)脂肪醇、低級(jí)脂肪酯、低級(jí)脂肪酮、低級(jí)砜、低級(jí)烷基胺、醚類有機(jī)物和芳香族碳?xì)浠衔镏械闹辽僖环N。
其中，低級(jí)脂肪醇包括但不限于：乙醇、丙醇、丁醇。
低級(jí)脂肪酯包括但不限于：碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁內(nèi)酯、甲酸甲酯、醋酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、丁酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯。
低級(jí)脂肪酮包括但不限于：N-甲基吡咯烷酮、丙酮、2-己酮。
低級(jí)砜包括但不限于：二甲基砜、二乙基砜、異丙基甲基砜。
低級(jí)烷基胺包括但不限于：甲胺、乙胺、丙胺、異丙胺、丁胺、叔丁胺、戊胺、己胺。
醚類有機(jī)物包括但不限于：四氫呋喃、四氫吡喃、2-甲基四氫呋喃、1，3-二氧戊環(huán)、4-甲基-1，3-二氧戊環(huán)、1，4-二氧六環(huán)、二甲醚、異丙醚、正丁基醚、二丁醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二甲氧甲烷、二甲氧丙烷、二甘醇二甲醚。
芳香族碳?xì)浠衔锇ǖ幌抻冢狠?、蒽、菲、?lián)苯、苯酚。
優(yōu)選的，所述殼層材料和所述溶劑的質(zhì)量之比不高于1:3，即所配制殼層材料溶液濃度不超過(guò)25％。
優(yōu)選的，所述核層材料粉體在加入之前進(jìn)行干燥處理，所述殼層材料粉體的平均粒徑為0.1～100nm。
優(yōu)選的，所述烘烤溫度為80～160℃，烘烤的時(shí)間為4～12h。
優(yōu)選的，制備過(guò)程在惰性氣氛下進(jìn)行，所述惰性氣氛為氮?dú)鈿夥栈驓鍤鈿夥?。由于金屬鋰本身具有較高的活性，若遇到空氣中的水或二氧化碳等，容易發(fā)生爆炸等安全事故，因此需要在惰性氣氛中操作，以保證生產(chǎn)安全。
優(yōu)選的，所述電池極片為正極極片或負(fù)極極片，所述集流體為銅箔或鋁箔，所述電極活性材料為正極活性材料或負(fù)極活性材料。其中，正極活性材料為錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳酸鋰及鈷鎳錳酸鋰中的任意一種或多種；所述負(fù)極活性材料為軟碳、硬碳、單質(zhì)硅、硅氧化合物、硅合金化合物、單質(zhì)錫、錫氧化物、錫合金化合物、過(guò)渡金屬氧化物、鋰金屬氮化物、鋰金屬氧化物和鈦酸鋰中的任意一種或多種。
本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明一種向鋰離子電池極片補(bǔ)鋰的方法，包括以下步驟：步驟一、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒，殼層材料為橡膠和/或樹(shù)脂，核層材料為金屬鋰，所述金屬鋰包覆于所述殼層材料的內(nèi)部形成鋰膠粒；步驟二、將步驟一的鋰膠粒與電極活性材料混合制成電極活性漿料，然后將混合后的電極活性漿料均勻涂覆于集流體的表面；或者先將鋰膠粒漿料均勻涂覆于集流體的表面，然后再均勻涂覆電極活性漿料；或者先將電極活性漿料均勻涂覆于集流體的表面，然后再均勻涂覆鋰膠粒漿料；烘干后即得到富鋰的電池極片。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明補(bǔ)鋰方法將具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒用于電池極片中制得富鋰電池極片，該補(bǔ)鋰方法操作簡(jiǎn)單，安全高效，避免了金屬鋰被氧化的風(fēng)險(xiǎn)，而且對(duì)環(huán)境和設(shè)備的要求低，能夠降低生產(chǎn)成本，同時(shí)使得采用該富鋰電池極片的鋰離子電池的首次庫(kù)倫效率和循環(huán)性能均得到明顯的提升，也大大降低了由不可逆循環(huán)帶來(lái)的容量損失。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明及其有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種向鋰離子電池正極片補(bǔ)鋰的方法，其包括以下步驟：
步驟(1)、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒，其中殼層材料為聚苯胺，核層材料為金屬鋰，其質(zhì)量比為1：50；在氮?dú)鈿夥罩?，向反?yīng)容器中加入聚苯胺和N-甲基吡咯烷酮，其質(zhì)量比為1:3，控制溫度在60℃以下，充分?jǐn)嚢枋咕郾桨吠耆芙猓欢蠹尤虢?jīng)過(guò)干燥處理的金屬鋰粉體，其顆粒粒徑為100nm，充分?jǐn)嚢枋菇饘黉嚪垠w充分分散，直至形成均一的分散溶液，在溫度為100℃下烘烤8h去除溶劑，即得到聚苯胺包覆金屬鋰的鋰膠粒；
步驟(2)、將步驟(1)制得的鋰膠粒、正活性材料LiCoO2、導(dǎo)電劑Super P、粘結(jié)劑PVDF按重量比5：85：5：5溶于溶劑N-甲基吡咯烷酮中，經(jīng)攪拌獲得均勻的正極活性漿料，并將正極活性漿料均勻涂覆于集流體鋁箔的表面，然后烘干正極片，即完成補(bǔ)鋰操作。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種向鋰離子電池正極片補(bǔ)鋰的方法，其包括以下步驟：
步驟(1)、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒，其中殼層材料為丁苯橡膠，核層材料為金屬鋰，其質(zhì)量比為1：99；在氬氣氣氛中，向反應(yīng)容器中加入丁苯橡膠和N-甲基吡咯烷酮，其質(zhì)量比為1：5，控制溫度在60℃以下，充分?jǐn)嚢枋苟”较鹉z完全溶解；而后加入經(jīng)過(guò)干燥處理的金屬鋰粉體，其顆粒粒徑為0.1nm，充分?jǐn)嚢枋菇饘黉嚪垠w充分分散，直至形成均一的分散溶液，在溫度為120℃下烘烤12h去除溶劑，即得到丁苯橡膠包覆金屬鋰的鋰膠粒；
步驟(2)、將步驟(1)制得的鋰膠粒、正活性材料LiCoO2、導(dǎo)電劑Super P、粘結(jié)劑PVDF按重量比5：85：5：5溶于溶劑N-甲基吡咯烷酮中，經(jīng)攪拌獲得均勻的正極活性漿料，并將正極活性漿料均勻涂覆于集流體鋁箔的表面，然后烘干正極片，即完成補(bǔ)鋰操作。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供一種向鋰離子電池正極片補(bǔ)鋰的方法，其包括以下步驟：
步驟(1)、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒，其中殼層材料為聚吡咯，核層材料為金屬鋰，其質(zhì)量比為1：80；在氮?dú)鈿夥罩?，向反?yīng)容器中加入聚吡咯和四氫呋喃，其質(zhì)量比為1：5，控制溫度在60℃以下，充分?jǐn)嚢枋咕圻量┩耆芙猓欢蠹尤虢?jīng)過(guò)干燥處理的金屬鋰粉體，其顆粒粒徑為0.1nm，充分?jǐn)嚢枋菇饘黉嚪垠w充分分散，直至形成均一的分散溶液，在溫度為120℃下烘烤12h去除溶劑，即得到聚吡咯包覆金屬鋰的鋰膠粒；
步驟(2)、將步驟(1)制得的鋰膠粒分散于N-甲基吡咯烷酮中，制得鋰膠粒漿料；將正活性材料LiCoO2、導(dǎo)電劑SuperP、粘結(jié)劑PVDF按重量比90：5：5溶于溶劑N-甲基吡咯烷酮中，經(jīng)攪拌獲得均勻的正極活性漿料；
步驟(3)、將鋰膠粒漿料均勻涂覆于集流體鋁箔的表面，然后再均勻涂覆正極活性漿料，然后烘干正極片，即完成補(bǔ)鋰操作。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供一種向鋰離子電池正極片補(bǔ)鋰的方法，其包括以下步驟：
步驟(1)、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒，其中殼層材料為聚偏氟乙烯，核層材料為金屬鋰，其質(zhì)量比為1：90；在氬氣氣氛中，向反應(yīng)容器中加入聚偏氟乙烯和乙二醇二甲醚，其質(zhì)量比為1：8，控制溫度在60℃以下，充分?jǐn)嚢枋咕燮蚁┩耆芙?；而后加入?jīng)過(guò)干燥處理的金屬鋰粉體，其顆粒粒徑為0.1nm，充分?jǐn)嚢枋菇饘黉嚪垠w充分分散，直至形成均一的分散溶液，在溫度為120℃下烘烤12h去除溶劑，即得到聚偏氟乙烯包覆金屬鋰的鋰膠粒；
步驟(2)、將步驟(1)制得的鋰膠粒分散于N-甲基吡咯烷酮中，制得鋰膠粒漿料；將正活性材料LiCoO2、導(dǎo)電劑SuperP、粘結(jié)劑PVDF按重量比90：5：5溶于溶劑N-甲基吡咯烷酮中，經(jīng)攪拌獲得均勻的正極活性漿料；
步驟(3)、將鋰膠粒漿料均勻涂覆于集流體鋁箔的表面，然后再均勻涂覆正極活性漿料，然后烘干正極片，即完成補(bǔ)鋰操作。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供一種向鋰離子電池正極片補(bǔ)鋰的方法，其包括以下步驟：
步驟(1)、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒，其中殼層材料為有機(jī)氟樹(shù)脂，核層材料為金屬鋰，其質(zhì)量比為1：70；在氮?dú)鈿夥罩?，將有機(jī)氟樹(shù)脂溶于N-甲基吡咯烷酮中，制得殼層材料溶液；將金屬鋰分散于N-甲基吡咯烷酮中，制得核層材料分散液，在攪拌的條件下，將核層材料分散液緩慢滴加到殼層材料溶液中，繼續(xù)攪拌，直至形成均一的分散溶液，在溫度為100℃下烘烤12h去除溶劑，即得到有機(jī)氟樹(shù)脂包覆金屬鋰的鋰膠粒。
步驟(2)、將步驟(1)制得的鋰膠粒分散于N-甲基吡咯烷酮中，制得鋰膠粒漿料；將正活性材料LiCoO2、導(dǎo)電劑SuperP、粘結(jié)劑PVDF按重量比90：5：5溶于溶劑N-甲基吡咯烷酮中，經(jīng)攪拌獲得均勻的正極活性漿料；
步驟(3)、將正極活性漿料均勻涂覆于集流體鋁箔的表面，然后再均勻涂覆鋰膠粒漿料，然后烘干正極片，即完成補(bǔ)鋰操作。
實(shí)施例6
本實(shí)施例提供一種向鋰離子電池負(fù)極片補(bǔ)鋰的方法，其包括以下步驟：
步驟(1)、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒，其中殼層材料為聚苯硫醚，核層材料為金屬鋰，其質(zhì)量比為1：60；在氬氣氣氛中，將聚苯硫醚溶于N-甲基吡咯烷酮中，制得殼層材料溶液；將金屬鋰分散于N-甲基吡咯烷酮中，制得核層材料分散液，在攪拌的條件下，將核層材料分散液緩慢滴加到殼層材料溶液中，繼續(xù)攪拌，直至形成均一的分散溶液，在溫度為100℃下烘烤12h去除溶劑，即得到聚苯硫醚包覆金屬鋰的鋰膠粒。
步驟(2)、將步驟(1)制得的鋰膠粒分散于N-甲基吡咯烷酮中，制得鋰膠粒漿料；將負(fù)活性材料硬碳、導(dǎo)電劑SuperP、分散劑CMC、粘結(jié)劑SBR按重量比90：3：2：5溶于溶劑N-甲基吡咯烷酮中，經(jīng)攪拌獲得均勻的負(fù)極活性漿料；
步驟(3)、將負(fù)極活性漿料均勻涂覆于集流體銅箔的表面，然后再均勻涂覆鋰膠粒漿料，然后烘干負(fù)極片，即完成補(bǔ)鋰操作。
實(shí)施例7
本實(shí)施例提供一種向鋰離子電池負(fù)極片補(bǔ)鋰的方法，其包括以下步驟：
步驟(1)、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒，其中殼層材料為丁腈橡膠，核層材料為金屬鋰，其質(zhì)量比為1：40；在氮?dú)鈿夥罩?，將丁腈橡膠溶于碳酸甲乙酯中，制得殼層材料溶液；將金屬鋰分散于碳酸丙烯酯中，制得核層材料分散液，在攪拌的條件下，將核層材料分散液緩慢滴加到殼層材料溶液中，繼續(xù)攪拌，直至形成均一的分散溶液，在溫度為100℃下烘烤12h去除溶劑，即得到丁腈橡膠包覆金屬鋰的鋰膠粒。
步驟(2)、將步驟(1)制得的鋰膠粒分散于N-甲基吡咯烷酮中，制得鋰膠粒漿料；將負(fù)活性材料硬碳、導(dǎo)電劑SuperP、分散劑CMC、粘結(jié)劑SBR按重量比90：3：2：5溶于溶劑N-甲基吡咯烷酮中，經(jīng)攪拌獲得均勻的負(fù)極活性漿料；
步驟(3)、將負(fù)極活性漿料均勻涂覆于集流體銅箔的表面，然后再均勻涂覆鋰膠粒漿料，然后烘干負(fù)極片，即完成補(bǔ)鋰操作。
實(shí)施例8
本實(shí)施例提供一種向鋰離子電池負(fù)極片補(bǔ)鋰的方法，其包括以下步驟：
步驟(1)、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒，其中殼層材料為聚對(duì)苯撐，核層材料為金屬鋰，其質(zhì)量比為1：30；在氮?dú)鈿夥罩?，向反?yīng)容器中加入聚對(duì)苯撐和正丁基醚，其質(zhì)量比為1:6，控制溫度在60℃以下，充分?jǐn)嚢枋咕蹖?duì)苯撐完全溶解；而后加入經(jīng)過(guò)干燥處理的金屬鋰粉體，其顆粒粒徑為50nm，充分?jǐn)嚢枋菇饘黉嚪垠w充分分散，直至形成均一的分散溶液，在溫度為100℃下烘烤10h去除溶劑，即得到聚對(duì)苯撐包覆金屬鋰的鋰膠粒；
步驟(2)、將步驟(1)制得的鋰膠粒、負(fù)活性材料硬碳、導(dǎo)電劑Super P、分散劑CMC、粘結(jié)劑SBR按重量比5：88：2：2：3溶于溶劑N-甲基吡咯烷酮中，經(jīng)攪拌獲得均勻的負(fù)極活性漿料，并將負(fù)極活性漿料均勻涂覆于集流體銅箔的表面，然后烘干負(fù)極片，即完成補(bǔ)鋰操作。
實(shí)施例9
本實(shí)施例提供一種向鋰離子電池負(fù)極片補(bǔ)鋰的方法，其包括以下步驟：
步驟(1)、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒，其中殼層材料為聚甲基丙烯酸甲酯，核層材料為金屬鋰，其質(zhì)量比為1：20；在氬氣氣氛中，向反應(yīng)容器中加入聚甲基丙烯酸甲酯和二乙基砜，其質(zhì)量比為1:10，控制溫度在60℃以下，充分?jǐn)嚢枋咕奂谆┧峒柞ネ耆芙猓欢蠹尤虢?jīng)過(guò)干燥處理的金屬鋰粉體，其顆粒粒徑為80nm，充分?jǐn)嚢枋菇饘黉嚪垠w充分分散，直至形成均一的分散溶液，在溫度為100℃下烘烤10h去除溶劑，即得到聚甲基丙烯酸甲酯包覆金屬鋰的鋰膠粒；
步驟(2)、將步驟(1)制得的鋰膠粒分散于N-甲基吡咯烷酮中，制得鋰膠粒漿料；將負(fù)活性材料硬碳、導(dǎo)電劑SuperP、分散劑CMC、粘結(jié)劑SBR按重量比90：3：2：5溶于溶劑N-甲基吡咯烷酮中，經(jīng)攪拌獲得均勻的負(fù)極活性漿料；
步驟(3)、將鋰膠粒漿料均勻涂覆于集流體銅箔的表面，然后再均勻涂覆負(fù)極活性漿料，然后烘干負(fù)極片，即完成補(bǔ)鋰操作。
實(shí)施例10
本實(shí)施例提供一種向鋰離子電池負(fù)極片補(bǔ)鋰的方法，其包括以下步驟：
步驟(1)、制備具有核殼結(jié)構(gòu)的鋰膠粒，其中殼層材料為聚噻吩，核層材料為金屬鋰，其質(zhì)量比為1：10；在氮?dú)鈿夥罩?，將聚噻吩溶?-甲基-1，3-二氧戊環(huán)中，制得殼層材料溶液；將金屬鋰分散于乙醇中，制得核層材料分散液，在攪拌的條件下，將核層材料分散液緩慢滴加到殼層材料溶液中，繼續(xù)攪拌，直至形成均一的分散溶液，在溫度為100℃下烘烤10h去除溶劑，即得到聚噻吩包覆金屬鋰的鋰膠粒。
步驟(2)、將步驟(1)制得的鋰膠粒、負(fù)活性材料硬碳、導(dǎo)電劑Super P、分散劑CMC、粘結(jié)劑SBR按重量比5：88：2：2：3溶于溶劑N-甲基吡咯烷酮中，經(jīng)攪拌獲得均勻的負(fù)極活性漿料，并將負(fù)極活性漿料均勻涂覆于集流體銅箔的表面，然后烘干負(fù)極片，即完成補(bǔ)鋰操作。
分別將實(shí)施例1～5中經(jīng)過(guò)補(bǔ)鋰操作的正極片與負(fù)極片和隔膜經(jīng)過(guò)卷繞的方式組裝成電芯，之后經(jīng)過(guò)頂封、注液(鋰鹽濃度為1mol/L)、靜置、化成、整形和除氣等工序，制備得到鋰離子電池。其中，采用實(shí)施例1～5的正極片制成的電池依次編號(hào)為S1-S5。
將實(shí)施例1～5中補(bǔ)鋰操作前的正極片(即未經(jīng)過(guò)補(bǔ)鋰的正極片)與負(fù)極片和隔膜經(jīng)過(guò)卷繞的方式組裝成電芯，之后經(jīng)過(guò)頂封、注液(鋰鹽濃度為1mol/L)、靜置、化成、整形和除氣等工序，制備得到鋰離子電池，電池的編號(hào)依次為D1-D5。
分別將實(shí)施例6～10中經(jīng)過(guò)補(bǔ)鋰操作的負(fù)極片與正極片和隔膜經(jīng)過(guò)卷繞的方式組裝成電芯，之后經(jīng)過(guò)頂封、注液(鋰鹽濃度為1mol/L)、靜置、化成、整形和除氣等工序，制備得到鋰離子電池。其中，采用實(shí)施例6～10的負(fù)極片制成的電池依次編號(hào)為S6-S10。
將實(shí)施例6～10中補(bǔ)鋰操作前的負(fù)極片(即未經(jīng)過(guò)補(bǔ)鋰的負(fù)極片)與正極片和隔膜經(jīng)過(guò)卷繞的方式組裝成電芯，之后經(jīng)過(guò)頂封、注液(鋰鹽濃度為1mol/L)、靜置、化成、整形和除氣等工序，制備得到鋰離子電池，電池的編號(hào)依次為D6-D10。
分別對(duì)編號(hào)為S1-S10和D1-D10鋰離子電池進(jìn)行首次效率測(cè)試及循環(huán)測(cè)試。
其中，首次效率測(cè)試為：先以0.02C充電至3.4V，再以0.1C充電至3.85V，最后以0.2C充至4.1V，然后放電時(shí)以0.2C放電至3.0V，通過(guò)以放電容量除以充電容量，得到首次效率。循環(huán)測(cè)試時(shí)以0.7C充至4.1V，再以4.1V恒壓至0.02C，然后以0.5C放電至3.0V。測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1：編號(hào)為S1-S10和D1-D10的鋰離子電池的首次效率和循環(huán)性能
從表1的測(cè)試結(jié)果可以看出：相比于D1-D10，本發(fā)明S1-S10經(jīng)過(guò)對(duì)鋰離子電池的正/極片進(jìn)行補(bǔ)鋰之后，鋰離子電池的首次效率得到明顯提升，顯著降低了其不可逆容量，且500個(gè)循環(huán)后依然具有較高的容量保持率(≥89％)，有效地提升了鋰離子電池的壽命。這是因?yàn)檎?負(fù)極補(bǔ)的鋰可以有效替代本來(lái)應(yīng)從正極釋放出來(lái)的鋰，在負(fù)極成為SEI膜的組分，實(shí)現(xiàn)了首次效率的提高。此外，因?yàn)闇p少了從正極釋放出來(lái)的鋰的消耗，所以對(duì)正極的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有良好的保護(hù)作用，從而能有效提高鋰離子電池的循環(huán)性能。本發(fā)明向鋰離子電池極片補(bǔ)鋰的方法操作簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，成本低廉，且安全高效，對(duì)環(huán)境的污染小，適合于規(guī)?；a(chǎn)。
根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所作出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。