鋰電池預(yù)鋰化技術(shù)
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-02-10 16:21
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鋰電池預(yù)鋰技術(shù)是一個(gè)難題，了解這些鋰的補(bǔ)充方法是非常重要的
為了解決這一問題，對(duì)預(yù)鋰技術(shù)進(jìn)行了探討。預(yù)鋰后，將鋰加入電極數(shù)據(jù)中，抵消SEI膜形成的不可逆鋰損耗，即電池之前的總?cè)萘亢湍芰棵芏取?/div>
一、消極補(bǔ)充鋰技能
預(yù)鋰的常用方法是負(fù)極補(bǔ)鋰，如鋰箔補(bǔ)鋰、鋰粉補(bǔ)鋰等，是目前開發(fā)預(yù)鋰工藝的關(guān)鍵。此外，還有利用鋰硅化粉和電解鋰鹵水解決預(yù)鋰的技術(shù)。
1 .鋰金屬箔
鋰箔是利用鋰的自我放電機(jī)制進(jìn)行鋰的補(bǔ)充的技巧。由于電位差的關(guān)系，金屬鋰的電勢是所有電極材料中最低的。當(dāng)負(fù)極信息與鋰金屬箔接觸時(shí)，電子自發(fā)地向負(fù)極移動(dòng)，同時(shí)鋰離子插入負(fù)極。
將電解液滴在生長在不銹鋼基底上的硅納米線的負(fù)極上，然后直接與鋰金屬箔接觸，補(bǔ)充鋰。補(bǔ)鋰后對(duì)陰極進(jìn)行半電池檢測，未補(bǔ)鋰時(shí)開路電壓為1.55v，嵌鋰在0.01-1.00v初始度0.1c放電比容量為3800mAh/g。補(bǔ)鋰后的硅納米線開路電壓為0.25v，初始嵌鋰比容量為1600mAh/g。
將錫碳負(fù)極直接與電解液濕潤的鋰箔接觸180min補(bǔ)充鋰。用半電池檢查，加入鋰后，錫碳的不可逆比容量從680mAh/g上升到65mAh/g。負(fù)極構(gòu)成全電池，在3.1 ~ 4.8v的條件下，1.0c倍增器接近被測冰的100%，循環(huán)穩(wěn)定，倍增器功能良好。
雖然與鋰箔直接接觸可以結(jié)束負(fù)極預(yù)鋰，但預(yù)鋰的程度不易準(zhǔn)確控制。鋰不足，不能充分推進(jìn)冰;而鋰的填充過量，可能會(huì)在負(fù)極表面形成鋰金屬鍍層。
曹中陽等人對(duì)鋰箔的補(bǔ)鋰安全性進(jìn)行了改進(jìn)。計(jì)劃的活性數(shù)據(jù)/聚合物/金屬鋰三層結(jié)構(gòu)負(fù)極在環(huán)境空氣中穩(wěn)定30 ~ 60min，滿足負(fù)極處理要求。三層分別是電化學(xué)沉積在銅箔上的金屬鋰層、聚甲基丙烯酸甲酯保護(hù)層和活性數(shù)據(jù)層。
2穩(wěn)定金屬鋰粉(SLMP)
鋰粉鋰是福美時(shí)公司提出的，研制的SLMP比容量可達(dá)3600mAh/g，外觀為2% ~ 5%的碳酸鋰薄層，可在單調(diào)的環(huán)境中使用。將SLMP應(yīng)用于負(fù)極前鋰材料主要有兩種方法:在混合過程中增加，或直接應(yīng)用于負(fù)極表面。
傳統(tǒng)的負(fù)極料漿采用PVDF/NMP或SBR+CMC/去離子水體系，而SLMP與極性溶劑不相容，只能分散在己烷、甲苯等非極性溶劑中，不能直接參與傳統(tǒng)料漿過程。采用sbr-pvdf/甲苯體系，SLMP可直接混合在石墨電極料漿中。在SLMP預(yù)浸負(fù)極后，電池冰在0.01 ~ 1.00v和0.05C下由90.6%上升到96.2%。
與參與料漿共混過程相比，SLMP更簡單，更容易直接加載到單調(diào)的負(fù)表面。采用SLMP對(duì)硅碳納米管負(fù)極進(jìn)行預(yù)鋰，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的SLMP/甲苯溶液滴在硅碳納米管負(fù)極表面。甲苯溶劑蒸騰后，壓片活化。預(yù)鋰后，負(fù)極的初始不可逆容量降低了20% ~ 40%。
硅化鋰粉
納米硅化鋰粉體的尺寸非常小，這更有利于在負(fù)極上的分散。此外，它已經(jīng)處于膨脹狀態(tài)，循環(huán)過程中的體積變化不會(huì)影響整個(gè)電極的結(jié)構(gòu)。目前，關(guān)于硅化鋰粉的鋰補(bǔ)充劑添加劑的研究較少，只有j. Zhao等人研究了硅化鋰粉對(duì)鋰補(bǔ)充劑功能的改善和穩(wěn)定性。
