一种补锂电极片及其制备工艺的制作方法

本发明属于锂电池，具体涉及一种补锂电极片及其制备工艺。

背景技术：

1、在锂离子电池首次充电激活时，电池内会消耗一部分锂离子形成负极表面的固态电解质膜即sei膜，而为了弥补这部分被消耗的锂离子，在锂离子电池中一般需要加入补锂材料，在正极内加入补锂材料是常用的做法。

2、现有的正极补锂方式一般是：将补锂剂与正极材料一起混合形成浆料，涂膜形成补锂正极膜片，在纵向和平面上补锂剂均匀分布在正极膜片中。该正极补锂方式简单，但是存在以下难以解决的问题：一、补锂剂材料占用正极膜片体积，增加了电池厚度；二、补锂后电池充电化成时分解产生气体，在电极片内留下孔洞，内部孔洞可能导致正极片中原有电子导电通路断开，致使电池脉冲放电能力下降；三、底部孔洞也可能会导致粘结剂网络破坏，活性物质和集流体粘结力下降。

3、目前也提出了双层/多层涂布工艺，通过多次涂布工艺形成正极材料膜层和补锂剂材料膜层。这种涂布工艺也不可避免地存在问题：补锂剂浆料涂层极薄，要想制备出涂层厚度均匀的膜层，工艺难度特别大。另外涂层与空气接触面积增大，补锂剂浆料的有机溶剂氮甲基吡咯烷酮与水互溶，会快速吸附空气中水分，导致富锂铁酸锂等湿度敏感材料与水接触发生副反应的风险增大。虽然现有的双层/多层涂布工艺能够解决一些问题，但是想要实现量产仍有极大的缺陷。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种补锂电极片及其制备工艺，补锂剂无需与有机溶剂混合，解决了双层/多层涂布工艺难以实现的问题。

2、为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

3、在本发明的第一方面，本发明提出一种补锂电极片的制备工艺，包括以下步骤：

4、(1)将正极材料配制正极浆料，将正极浆料涂覆在金属箔表面，得到单面湿润的正极膜片；

5、(2)将补锂剂的粉末均匀喷涂至湿正极膜片上，得到单面湿膜片，其中，所述补锂剂是指常温下不与水或氧气接触反应的含锂材料；

6、(3)将单面湿膜片烘干；

7、(4)按步骤(1)至(3)，对金属箔另一面依次涂覆正极浆料、喷涂补锂剂的粉末和烘干，获得补锂电极片。

8、优选的，在步骤(1)中，所述正极浆料的原料包括正极材料、粘结剂、导电剂和有机溶剂。

9、优选的，在步骤(1)中，正极浆料在金属箔上涂覆的单位面积重量是10～30mg/cm2。

10、优选的，在步骤(2)中，补锂剂的粉末在正极浆料上喷涂的单位面积重量是0.2～1.5mg/cm2。

11、优选的，在步骤(2)中，喷涂补锂剂粉末的喷涂口与正极浆料的距离为50～200mm，喷涂角度为80～100°。

12、优选的，在同侧的正极涂层和粉末涂层中，补锂剂与正极材料的质量比为(0.01～0.05):1。

13、优选的，所述补锂剂包括草酸锂、草酸锂复合材料、方酸锂或方酸锂复合材料的任意一种或多种。

14、优选的，所述金属箔是铝箔、复合铝箔或合金箔。

15、优选的，所述金属箔的厚度为10～20μm。

16、在本发明的第二方面，本发明提出一种补锂电极片，包括金属箔、正极涂层和补锂剂的粉末涂层，两层所述正极涂层分别处于金属箔的正反面，两层所述正极涂层外均设置粉末涂层。

17、有益效果：

18、本发明采用稳定的补锂剂，通过粉末喷涂的方式将其喷涂在湿润的正极涂层上，形成补锂剂的粉末涂层，简化了现有涂布工艺，解决了现有涂布工艺难以量产的问题。

技术特征：

1.一种补锂电极片的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的补锂电极片的制备工艺，其特征在于，在步骤(1)中，所述正极浆料的原料包括正极材料、粘结剂、导电剂和有机溶剂。

3.根据权利要求1所述的补锂电极片的制备工艺，其特征在于，在步骤(1)中，正极浆料在金属箔(1)上涂覆的单位面积重量是10～30mg/cm2。

4.根据权利要求1所述的补锂电极片的制备工艺，其特征在于，在步骤(2)中，补锂剂的粉末在正极浆料上喷涂的单位面积重量是0.2～1.5mg/cm2。

5.根据权利要求1所述的补锂电极片的制备工艺，其特征在于，在步骤(2)中，喷涂补锂剂粉末的喷涂口与正极浆料的距离为50～200mm，喷涂角度为80～100°。

6.根据权利要求1-5任一项所述的补锂电极片的制备工艺，其特征在于，在同侧的正极涂层(2)和粉末涂层(3)中，补锂剂与正极材料的质量比为(0.01～0.05):1。

7.根据权利要求1所述的补锂电极片的制备工艺，其特征在于，所述补锂剂包括草酸锂、草酸锂复合材料、方酸锂或方酸锂复合材料的任意一种或多种。

8.根据权利要求1所述的补锂电极片的制备工艺，其特征在于，所述金属箔(1)是铝箔、复合铝箔或合金箔。

9.根据权利要求1所述的补锂电极片的制备工艺，其特征在于，所述金属箔(1)的厚度为10～20μm。

10.一种补锂电极片，其特征在于，使用如权利要求1-9任一项所述的补锂电极片的制备工艺制成，包括金属箔(1)、正极涂层(2)和补锂剂的粉末涂层(3)，两层所述正极涂层(2)分别处于金属箔(1)的正反面，两层所述正极涂层(2)外均设置粉末涂层(3)。

技术总结本发明公开了一种补锂电极片及其制备工艺，补锂电极片包括金属箔、正极涂层补锂剂的粉末涂层，两层所述正极涂层分别处于金属箔的正反面，两层所述正极涂层外均设置粉末涂层。制备工艺包括：(1)将正极材料配制正极浆料，将正极浆料涂覆在金属箔(1)表面，得到单面湿润的正极膜片；(2)将补锂剂的粉末均匀喷涂至湿正极膜片上，得到单面湿膜片，其中，所述补锂剂是指常温下不与水或氧气接触反应的含锂材料；(3)将单面湿膜片烘干，形成正极层和补锂剂粉末层；(4)按步骤(1)至(3)，对金属箔另一面依次涂覆正极浆料、喷涂补锂剂的粉末和烘干，获得补锂电极片。本发明的补锂剂无需与溶剂混合，解决了双层/多层涂布工艺难以实现的问题。技术研发人员：王珂受保护的技术使用者：化学与精细化工广东省实验室技术研发日：技术公布日：2024/9/9