基于负极预补锂的锂离子电池制备方法与流程

本发明涉及锂离子电池领域，特别是涉及一种基于负极预补锂的锂离子电池制备方法。

背景技术：

锂离子电池，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂离子电池已广泛应用于移动电话、计算机、摄像机、照相机等的电源，并且在电动汽车技术、大型发电厂的储能电池、ups电源、医疗仪器电源等领域具有重要作用。随着电子消费品的日益繁荣，市场对锂离子电池的需求增长迅猛，同时对锂离子电池的性能要求越来越高，长循环寿命、高能量密度、稳定性好等。

锂离子电池的性能主要取决于正负极材料选择、设计配比以及其和电解液等的兼容性。常规设计中，电池负极石墨都会有一定的过量，一般负极容量/正极容量≥1.08，甚至大于1.12，以保证活性锂的嵌入和脱出有足够的位置，避免金属锂的析出，从而保证电池的安全性和循环寿命。正负极与电解液的匹配，尤其是负极与电解液能否形成稳定的固体电解质中间相膜直接影响到电池的容量发挥和寿命。石墨负极表面在充电过程中会形成一层sei膜，在成膜时需要消耗一定量的活性锂，石墨的首次效率一般在90％～95％，成膜需要消耗负极容量的5％～11％的锂。目前锂离子电池在能量密度上到了局部的极限，难以提升，需要新型的高克比容量的正负极材料的出现。

硅负极是提高锂离子电池能量密度研究较多的材料，相比于常规石墨负极，硅负极克比容量能达到4200mah/g，但首次效率不高，目前添加约10％的硅的硅碳材料的克比容量虽然能达到约500mah/g，但全电池首次效率不到85％，在很大程度上限制了硅材料对锂离子电池能量密度的提升。

因此，预补锂技术油然而生，其主要原理是通过某些方法在硅负极表面增加锂金属，以达到补充在嵌入硅负极无法迁出的锂，从而达到提升硅材料首次效率的目的。然而弊端非常明显，锂金属是活泼材料，对空气中水分的含量要求非常高，因此，采用这种预补锂的方法势必要全面整改目前的生产线，投入成本巨大。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种提高正极锂离子数量，使其大于或等于负极材料的嵌锂空穴数量，从而使得锂离子电池的容量增大，进而提高锂离子电池的首次充电效率的基于负极预补锂的锂电子电池制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于负极预补锂的锂离子电池制备方法，包括以下步骤：

将含硅化合物和负极石墨浆料进行混合，得到含硅化合物负极浆料；

将含硅化合物负极浆料涂覆在负极薄膜上，得到负极片；

将含锂化合物和正极浆料进行混合，得到含锂化合物正极浆料；

将含锂化合物正极浆料涂覆在正极薄膜上，得到正极片；

将所述正极片、所述负极片和隔膜层叠进行卷绕，得到电芯，注液封装后，得到锂电子电池；

对所述锂电子电池进行首次充电操作，以使所述正极片中的所述含锂化合物中的锂离子填满所述负极片中的所述含硅化合物的si的无效空穴以及所述负极石墨浆料中的c的无效空穴，并使所述正极片中的所述正极浆料的锂离子填满所述负极片中的含硅化合物的si的有效空穴以及所述负极石墨浆料中的c的有效空穴。

在其中一个实施例中，所述负极片中的含硅化合物的si的无效空穴与有效空穴的比例为1：(3.5～4.5)。

在其中一个实施例中，所述负极片中的所述负极石墨浆料中的c的无效空穴与有效空穴的比例为1：(8.5～9.5)。

在其中一个实施例中，所述含硅化合物为sio、sio2、nisi、fesi和cusi中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述含锂化合物为li2o，li3n，li5feo4和li6coo4中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述负极石墨浆料包括人造石墨、天然石墨、炭黑、硬碳、碳纳米管和石墨烯中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述正极浆料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述含锂化合物的添加质量的计算步骤如下：

m×a％×k×n％+m×b％×f×m％≤g×g

其中，m定义为含硅化合物负极浆料的质量，a％定义为含硅化合物负极浆料中含硅化合物的质量添加百分比，k定义为含硅化合物的克比容量，n％定义为含硅化合物中si的无效空穴占总空穴的百分数，b％定义为含硅化合物负极浆料中负极石墨浆料的质量添加百分比，f定义为负极石墨浆料的克比容量，m％定义为负极石墨浆料中的c的无效空穴占总空穴的百分数，g定义为含锂化合物的质量，g定义为含锂化合物的克比容量。

在其中一个实施例中，所述正极浆料的添加质量的计算步骤如下：

m×a％×k×(1-n％)+m×b％×f×(1-m％)≤e×e

其中，m定义为含硅化合物负极浆料的质量，a％定义为含硅化合物负极浆料中含硅化合物的质量添加百分比，k定义为含硅化合物的克比容量，n％定义为含硅化合物中si的无效空穴占总空穴的百分数，b％定义为含硅化合物负极浆料中负极石墨浆料的质量添加百分比，f定义为负极石墨浆料的克比容量，m％定义为负极石墨浆料中的c的无效空穴占总空穴的百分数，e定义为正极浆料的质量，e定义为正极浆料的克比容量。

在其中一个实施例中，所述负极薄膜为铜箔，所述正极薄膜为铝箔。

上述基于负极预补锂的锂离子电池制备方法，通过将含硅化合物和负极石墨浆料进行混合，得到含硅化合物负极浆料，再涂覆在负极薄膜上，得到负极片；将含锂化合物和正极浆料进行混合，得到含锂化合物正极浆料，再涂覆在正极薄膜上，得到正极片；将所述正极片、所述负极片和隔膜层叠进行卷绕，得到电芯，注液封装后，得到锂电子电池；然后进行首次充电操作，使得正极片中的锂离子完全填满负极片中si及c的有效和无效空穴。如此，能够使得负极片中的嵌锂容量完全填满，其中含锂化合物能够将负极浆料中的无效空穴填满，正极浆料能够将负极材料中的有效空穴填满，从而提高了锂离子电池的容量，进而提高了锂离子电池的首次充放电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例的基于负极预补锂的锂离子电池制备方法的步骤流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一实施方式的基于负极预补锂的锂离子电池制备方法，包括以下步骤：

s110、将含硅化合物和负极石墨浆料进行混合，得到含硅化合物负极浆料。

通过将含硅化合物和负极石墨浆料进行混合，能够得到含硅化合物负极浆料。可以理解，电极浆料的性能对锂离子电池的性能有着重要的影响，电极浆料中的各组分分散越均匀，电极片便具有越好的加工性能，能够使得电极片各处的阻抗能够分布越均匀，同时在充放电时活性物质的作用也能够发挥的越大，从而使得锂离子电池的性能更加优良，例如，采用掺合机将含硅化合物和负极石墨浆料进行充分分散混合均匀，如此，能够提高所述含硅化合物负极浆料的性能。

需要说明的是，负极石墨浆料具有可逆容量大、结构稳定、导电性好等优点，但是其电位与金属锂电位接近，电池过充可能会在电极表面析出而形成锂枝晶，可以理解，锂枝晶是指采用液态电解质的锂离子电池在充电时，锂离子还原时形成的树枝状金属锂单质，锂枝晶生长到一定程度会刺穿隔膜，引起锂离子电池内部短路，具有较大的安全隐患，而且在实际过程中石墨材料的克比容量已经达到350mah/g，接近理论的克比容量的372mah/g，可以理解，克比容量就是单位质量的电池或活性物质所能放出的电量。为了提高锂离子电池的容量，还将含硅化合物和负极石墨浆料进行混合，形成含硅化合物负极浆料，即硅碳负极材料，从而提高锂离子电池的容量、能量密度和使用寿命。

可以理解，硅具有4200mah/g的超高理论容量，是目前已知的具有最高理论克比容量的负极材料，同时硅储量丰富，价格低廉，因而被视为最具开发价值的新型负极材料，硅做负极时，从工作原理看，充电时锂离子从正极材料脱出，嵌入硅晶体内部晶格(空穴)间时，造成体积膨胀，而放电时锂离子从晶格间脱出，形成间隙。需要说明的是，硅在充放电过程中体积膨胀较大，但是石墨负极材料在充放电过程中体积变化较小，具有较好的循环稳定心梗，而且石墨负极材料本身是离子与电子的混合导体，另外，硅与碳的化学性质相近，二者能够紧密结合，如此，将含硅化合物和负极石墨浆料进行混合，能够在硅颗粒表面包覆一层碳层，硅作为高活性物质提供储锂容量，碳材料作为分散体系，在充放电过程中能够缓冲硅的体积变化，又能够改善硅的导电性，还能后避免硅颗粒在充放电循环中发生团聚，进而能够改善锂离子电池的循环性能，同时能够提高锂离子电池的比克容量。

s120、将含硅化合物负极浆料涂覆在负极薄膜上，得到负极片。

通过将含硅化合物负极浆料涂覆在负极薄膜上，能够得到负极片，可以理解，在将含硅化合物负极浆料涂覆在负极薄膜上的过程中，若环境湿度较大，含硅化合物负极浆料容易吸收环境中的水分，导致含硅化合物负极浆料的粘度变大，破坏含硅化合物负极浆料的的流动性和均匀状态，导致含硅化合物负极浆料涂覆面密度不稳定、涂覆外观粗糙、极片内阻较大或者负极片覆料粘结性不好，在后续操作的过程中容易掉料，影响锂离子电池的性能。为了提高负极片的性能，例如，在涂覆过程中将环境湿度控制在0％～10％相对湿度的范围内，如此，能够使得含硅化合物负极浆料涂覆在负极薄膜上的效果更佳。为了提高负极片的性能，在涂覆完成后，还将含硅化合物负极浆料进行干燥和冷压，例如，采用50℃～100℃的温度条件对含硅化合物负极浆料进行干燥操作，又如，采用7m/min～45m/min的冷压速度，3mp～70mp的冷压压力，60μm～1.0mm的冷压间隙对负极片进行冷压操作，如此，能够提高负极片的孔隙率，同时使得负极形成的孔隙大小更加均匀，在保证负极片耐用性的条件下，大大提高了锂离子电池的充电能力和循环能力，再如，还将所述负极片进行分条和裁片操作，得到所需要的规格的负极片。

在其中一个实施例中，所述负极薄膜为铜箔。可以理解，铜箔具有优良的导电性，能够提高活性材料和集流体的粘接附着力，减小极化，提高倍率和克比容量，提升锂离子电池的性能和循环使用寿命。

在其中一个实施例中，所述负极片中的含硅化合物的si的无效空穴与有效空穴的比例为1：(3.5～4.5)。

可以理解，所述负极片中的含硅化合物中存在丰富的内部空穴和贯穿孔洞，具有很高的比表面积，可以作为嵌锂的空穴，而其中一部分空穴是无效的，或者说是惰性的，这是由于锂离子电池在首次充放电过程中，负极会消耗一部分来自正极的锂离子以形成sei膜(固体电解质界面膜)，而且这部分锂离子再也无法从负极那里返回到正极，而是停留在负极片上了，这部分被锂离子填充的空穴后续再无法被其他流动的锂离子利用，也正是因此会降低锂离子电池的容量，而另一部分空穴则被认为是有效的，锂离子从正极过来后能够嵌入，后续还能够脱嵌，使得锂离子能够不算来回迁移，如此形成了锂离子电池的有效容量。其中，所述负极片中的含硅化合物的si的无效空穴与有效空穴的比例为1：(3.5～4.5)，又如，所述负极片中的含硅化合物的si的无效空穴与有效空穴的比例为1:4。

在其中一个实施例中，所述含硅化合物为sio、sio2、nisi、fesi和cusi中的至少一种。

为了提高锂离子电池的循环性能，例如，所述含硅化合物为sio或sio2，可以理解，sio能够与锂离子生成si、li2o和li4sio4合金，li2o作为缓冲介质，能够有效抑制含硅化合物在脱嵌锂离子的过程中带来的体积变化，提高负极的循环性能；可以理解，sio2作为缓冲相，能够进一步减小负极循环过程中产生的膨胀应力，同时，sio2还可与扩散的锂离子发生不可逆反应，生成si和li4sio4合金，进一步保证了材料的可逆容量。又如，所述含硅化合物为nisi、fesi或cusi的化合物，可以理解，nisi可以通过采用高能球磨法合成，电极的首次放电克比容量为1180mah/g，接近其1297mah/g的理论克比容量，能够大大提高锂离子电池的首次充放电效率；可以理解，cusi可以通过采用化学镀的方法得到，cusi合金能够有效抑制si在电化学过程中的体积变化，提高锂离子电池的循环性能。

在其中一个实施例中，所述负极片中的所述负极石墨浆料中的c的无效空穴与有效空穴的比例为1：(8.5～9.5)。

可以理解，所述负极片中的所述负极石墨浆料中主要是c提供嵌锂空穴或孔洞，而锂离子电池在首次充放电过程中，sei膜的形成过程会消耗电池中的锂离子，并且sei膜并不是稳定不变的，会在循环过程中不断的破裂，露出来新的碳表面再与电解质反应形成新的sei膜，这样会不断造成锂离子和电解质的持续损耗，导致电池的容量下降。如此，所述负极石墨浆料中的c提供的空穴也有一部分是有效的，一部分是无效的。无效部分的空穴锂离子进去后再也无法回到正极，其中所述负极片中的所述负极石墨浆料中的c的无效空穴与有效空穴的比例为1：(8.5～9.5)，例如，c的无效空穴与有效空穴的比例为1：9。

在其中一个实施例中，所述负极石墨浆料包括人造石墨、天然石墨、炭黑、硬碳、碳纳米管和石墨烯中的至少一种。

为了提高锂离子电池的的容量，以及改善锂离子电池的循环耐久性，例如，所述负极石墨浆料为人造石墨、天然石墨、炭黑、硬碳、碳纳米管和石墨烯中的至少一种。可以理解，石墨是碳的同素异形体，二者紧密相关，石墨是碳元素最稳定的存在形式，石墨具备电子电导率高、层状结构在嵌锂前后体积变化小、嵌锂容量高和嵌锂电位低的特点，例如，所述负极石墨浆料为人造石墨或天然石墨，如此，能够提高锂离子电池的容量。又如，所述负极石墨浆料为炭黑、硬碳、碳纳米管和石墨烯中的至少一种，如此，能够使得锂离子电池的容量和性能更好。

s130、将含锂化合物和正极浆料进行混合，得到含锂化合物正极浆料。

可以理解，锂离子的总量及其中的可用量决定了锂离子电池的容量，最好的负极就是充电是从正极那里得到了多少锂离子，放电时就放出多少锂离子给正极，然而锂离子电池在首次充放电过程中，负极会消耗一部分来自正极的锂离子以形成sei膜(固体电解质界面膜)，sei膜的形成对电极材料的性能会产生至关重要的影响，sei膜的形成消耗了部分锂离子，而且这部分锂离子再也无法从负极那里返回到正极，使得首次充放电不可逆容量增加，降低电极材料的充放电效率。如此，采用含锂化合物和正极浆料进行混合，得到含锂化合物正极浆料，能够提高锂离子电池中的可逆容量，进而提高首次充放电效率。具体的说，含锂化合物能够在正极浆料提供了锂离子的基础上，补充更多的锂离子，将负极片中的嵌锂部位即空穴进行填满，以作为不可逆部分的锂离子，例如，形成了sei膜，如此，将无效空穴进行填满，能够使得正极浆料中的锂离子成为可逆的部分，从而降低了正极浆料中的锂离子的消耗量，进而提高了锂离子电池容量，也提高了首次充放电效率。

在其中一个实施例中，所述含锂化合物为li2o，li3n，li5feo4和li6coo4中的至少一种。

可以理解，由于锂离子电池在首次充放电过程中，负极会消耗一部分来自正极的锂离子以形成sei膜，从而使得锂离子电池的实际容量小于设计时限制的容量，如此，通过所述含锂化合物能够补充锂离子提供给负极，例如，所述含锂化合物为li2o，li3n，li5feo4和li6coo4中的至少一种，这样，能够使得锂离子电池中有更多的锂离子补给到负极，也有更多的锂离子在循环过程中进行迁移，进而提高锂离子电池的首次充放电效率。

在其中一个实施例中，所述正极浆料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂中的至少一种。

可以理解，正极浆料是锂离子电池的重要组成部分，直接影响着锂离子电池的容量、循环性能等参数。为了提高锂离子电池的容量，例如，所述正极浆料为钴酸锂，可以理解，钴酸锂粉是采用聚乙烯醇(pva)或聚乙二醇(peg)水溶液为溶剂，锂盐、钴盐分别溶解在pva或peg水溶液中，混合后的溶液经过加热，浓缩形成凝胶，生成的凝胶体再进行加热分解，然后在高温下煅烧，将烧成的粉体碾磨、过筛即得到，钴酸锂作为正极浆料能够使得锂离子电池结构稳定、比容量高、综合性能突出；又如，所述正极浆料为镍钴锰酸锂，可以理解，镍钴锰酸锂是锂离子电池的关键材料之一，具有高能量密度、循环性能好、电压平台高、热稳定性好以及循环寿命长的特点，如此，能够使得锂离子电池的综合性能更好；再如，所述正极浆料锰酸锂或磷酸铁锂，如此，能够使得锂离子电池的性能更高，尤其是首次充放电效率更高。

s140、将含锂化合物正极浆料涂覆在正极薄膜上，得到正极片。

通过将含锂化合物正极浆料涂覆在正极薄膜上，能够得到正极片，例如，所述正极薄膜为铝箔，涂碳铝箔在锂离子电池中能够抑制电池极化，减少热效应，提高倍率性能，还能够提高锂离子电池的循环寿命和活性物质与集流体的粘附力，如此，所述正极薄膜为铝箔能够提高锂离子电池的循环寿命和倍率性能。

s150、将所述正极片、所述负极片和隔膜层叠进行卷绕，得到电芯，注液封装后，得到锂电子电池。

可以理解，电芯制备是锂离子电池制造工艺中的一个重要工序，通过将所述正极片、所述负极片和隔膜进行层叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体进行叠放并联起来形成大电芯单体，再将大电芯单体进行卷绕，得到锂离子电池的电芯，能够提高电芯的生产效率，使得后续制备得到的锂离子电池的阻抗较小，散热性能更好，进而提高了锂离子电池的性能；在通过向电芯进行注液封装后，能够得到锂离子电池。例如，注入的电解液为电解质锂盐、有机溶剂和添加剂混合制得，又如，所述电解质锂盐为lipf6、libf4,所述有机溶剂为碳酸丙烯酯(pc)或碳酸乙烯酯(ec)，再如，所述添加剂为碳酸亚乙烯酯(vc)和碳酸乙烯亚乙烯酯(vec)中的至少一种。

s160、对所述锂电子电池进行首次充电操作，以使所述正极片中的所述含锂化合物中的锂离子填满所述负极片中的所述含硅化合物的si的无效空穴以及所述负极石墨浆料中的c的无效空穴，并使所述正极片中的所述正极浆料的锂离子填满所述负极片中的含硅化合物的si的有效空穴以及所述负极石墨浆料中的c的有效空穴。

可以理解，对于刚制造出来的锂离子电池需要进行一次小电流的充放电，这是由于锂离子电池制作完成后，电极材料并不是处在最佳适用状态，或者物理性质不合适，例如颗粒太大，接触不紧密等，或者物相本身不对，例如一些合金机理的金属氧化物负极，如此，需要对所述锂电子电池进行首次充放电操作将其激活。可以理解，锂离子充电过程就是锂离子从正极脱出，而嵌入负极的过程，而正极片中能够提供锂离子的有作为补锂的含锂化合物和正极浆料，负极片中可嵌入锂离子的空穴有含硅化合物和负极石墨浆料，其中含硅化合物中si的空穴有一部分是无效的，即锂离子嵌入锂离子后，锂离子无法进行脱嵌，这部分锂离子是不可逆的，另一部分是有效的，即锂离子在这些空穴是可以来回迁移的；另外，负极石墨浆料中c的空穴也包括了有效空穴和无效空穴。如此，通过对所述锂电子电池进行首次充电操作，以使所述正极片中的所述含锂化合物中的锂离子填满所述负极片中的所述含硅化合物的si的无效空穴以及所述负极石墨浆料中的c的无效空穴，并使所述正极片中的所述正极浆料的锂离子填满所述负极片中的含硅化合物的si的有效空穴以及所述负极石墨浆料中的c的有效空穴。这样，含锂化合物提供的锂离子即填满了负极片中的所有无效空穴，而正极浆料提供的锂离子则不用再另外消耗，从而能够在正负极间形成更大的可逆容量，进而提高了锂离子电池的首次充电效率。

在其中一个实施例中，所述含锂化合物的添加质量的计算步骤如下：

m×a％×k×n％+m×b％×f×m％≤g×g

其中，m定义为含硅化合物负极浆料的质量，a％定义为含硅化合物负极浆料中含硅化合物的质量添加百分比，k定义为含硅化合物的克比容量，n％定义为含硅化合物中si的无效空穴占总空穴的百分数，b％定义为含硅化合物负极浆料中负极石墨浆料的质量添加百分比，f定义为负极石墨浆料的克比容量，m％定义为负极石墨浆料中的c的无效空穴占总空穴的百分数，g定义为含锂化合物的质量，g定义为含锂化合物的克比容量。

可以理解，为了提高锂离子电池的容量，同时又不会由于负极中锂离子过多，而发生爆炸等危险情况，需要控制添加的含锂化合物的质量，可以理解，含锂化合物中的锂离子是用于填满所述负极片中的所述含硅化合物的si的无效空穴以及所述负极石墨浆料中的c的无效空穴的，通过计算出负极浆料中无效空穴或者说容量，而添加的含锂化合物的克比容量是已知的，故能计算出需添加的含锂化合物的质量。其中，含硅化合物负极浆料包括了含硅化合物和负极石墨浆料，通过将m定义为含硅化合物负极浆料的质量，a％定义为含硅化合物负极浆料中含硅化合物的质量添加百分比，k定义为含硅化合物的克比容量，n％定义为含硅化合物中si的无效空穴占总空穴的百分数，b％定义为含硅化合物负极浆料中负极石墨浆料的质量添加百分比，f定义为负极石墨浆料的克比容量，m％定义为负极石墨浆料中的c的无效空穴占总空穴的百分数，g定义为含锂化合物的质量，g定义为含锂化合物的克比容量，再通过m×a％×k×n％+m×b％×f×m％能够计算出负极的无效容量，在含锂化合物提供的锂离子刚好填满无效空穴时，m×a％×k×n％+m×b％×f×m％＝g×g，其中添加的具体含锂化合物的m、a％、k、n％、b％、f和m％根据其本身的物质特性都是已知的，另外不同的含锂化合物的g也是现有已知的，如此，能够计算出g的值，即能够计算出含锂化合物的添加质量。

在其中一个实施例中，所述正极浆料的添加质量的计算步骤如下：

m×a％×k×(1-n％)+m×b％×f×(1-m％)≤e×e

其中，m定义为含硅化合物负极浆料的质量，a％定义为含硅化合物负极浆料中含硅化合物的质量添加百分比，k定义为含硅化合物的克比容量，n％定义为含硅化合物中si的无效空穴占总空穴的百分数，b％定义为含硅化合物负极浆料中负极石墨浆料的质量添加百分比，f定义为负极石墨浆料的克比容量，m％定义为负极石墨浆料中的c的无效空穴占总空穴的百分数，e定义为正极浆料的质量，e定义为正极浆料的克比容量。

可以理解，所述正极片中的所述正极浆料的锂离子填满所述负极片中的含硅化合物的si的有效空穴以及所述负极石墨浆料中的c的有效空穴，通过计算出负极浆料中的有效空穴或者容量，由于其需要小于或等于正极浆料的容量，才能够被填满，如此，能够计算出需添加的正极浆料的质量。其中，含硅化合物负极浆料包括了含硅化合物和负极石墨浆料，通过将m定义为含硅化合物负极浆料的质量，a％定义为含硅化合物负极浆料中含硅化合物的质量添加百分比，k定义为含硅化合物的克比容量，n％定义为含硅化合物中si的无效空穴占总空穴的百分数，b％定义为含硅化合物负极浆料中负极石墨浆料的质量添加百分比，f定义为负极石墨浆料的克比容量，m％定义为负极石墨浆料中的c的无效空穴占总空穴的百分数，e定义为正极浆料的质量，e定义为正极浆料的克比容量，如此，1-n％即为含硅化合物中si的有效空穴占总空穴的百分数，1-m％即为负极石墨浆料中的c的有效空穴占总空穴的百分数，这样，通过m×a％×k×(1-n％)+m×b％×f×(1-m％)既能够算出负极的有效容量，在含锂化合物提供的锂离子刚好填满有效空穴时，m×a％×k×(1-n％)+m×b％×f×(1-m％)＝e×e，其中添加的具体含锂化合物的m、a％、k、n％、b％、f和m％根据其本身的物质特性都是已知的，另外不同的正极浆料的e也是现有已知的，如此，能够计算出e的值，即能够计算出正极浆料的添加质量。

下面为具体实施例部分。

实施例1

将5gsio2和95g天然石墨进行混合，得到含硅化合物负极浆料；

将含硅化合物负极浆料涂覆在铜箔上，得到负极片；

将ggli2o和eg镍钴锰酸锂进行混合，得到含锂化合物正极浆料；

将含锂化合物正极浆料涂覆在铝箔上，得到正极片；

将正极片、隔膜和负极片层叠进行卷绕，得到电芯，注入电解液后进行热封装，得到实施例1的锂电子电池；

对锂电子电池进行首次充电操作，以使所述正极片中的li2o的锂离子填满负极片中的sio2的si的无效空穴，以及天然石墨中的c的无效空穴，并使正极片中的镍钴锰酸锂的锂离子填满负极片中的sio2的si的有效空穴以及天然石墨中的c的有效空穴。

li2o的添加质量g的计算步骤如下：

100×5％×4200×20％+100×95％×370×10％＝g×1400

其中，根据现有公知常识可知sio2的克比容量为4200mah/g，sio2中si的无效空穴占总空穴的百分数为20％，天然石墨的克比容量为370mah/g，天然石墨中c的无效空穴占总空穴的百分数为10％，li2o的克比容量为1400mah/g。

如此，通过计算能够得知添加的li2o的质量g约为5.5。

镍钴锰酸锂的添加质量e的计算步骤如下：

100×5％×4200×80％+100×95％×370×90％＝e×155

其中，sio2中si的有效空穴占总空穴的百分数为80％，天然石墨中c的有效空穴占总空穴的百分数为90％，镍钴锰酸锂的克比容量为155mah/g。

如此，通过计算能够得知添加的镍钴锰酸锂的质量e约为312。

实施例2

将5gsio2和95g天然石墨进行混合，得到含硅化合物负极浆料；

将含硅化合物负极浆料涂覆在铜箔上，得到负极片；

将ggli5feo4和eg锰酸锂进行混合，得到含锂化合物正极浆料；

将含锂化合物正极浆料涂覆在铝箔上，得到正极片；

将正极片、隔膜和负极片层叠进行卷绕，得到电芯，注入电解液后进行热封装，得到实施例2的锂电子电池；

对锂电子电池进行首次充电操作，以使所述正极片中的li5feo4的锂离子填满负极片中的sio2的si的无效空穴，以及天然石墨中的c的无效空穴，并使正极片中的锰酸锂的锂离子填满负极片中的sio2的si的有效空穴以及天然石墨中的c的有效空穴。

li5feo4的添加质量g的计算步骤如下：

100×5％×4200×20％+100×95％×370×10％＝g×700

其中，根据现有公知常识可知sio2的克比容量为4200mah/g，sio2中si的无效空穴占总空穴的百分数为20％，天然石墨的克比容量为370mah/g，天然石墨中c的无效空穴占总空穴的百分数为10％，li5feo4的克比容量为700mah/g。

如此，通过计算能够得知添加的li5feo4的质量g约为11。

锰酸锂的添加质量e的计算步骤如下：

100×5％×4200×80％+100×95％×370×90％＝e×120

其中，sio2中si的有效空穴占总空穴的百分数为80％，天然石墨中c的有效空穴占总空穴的百分数为90％，锰酸锂的克比容量为120mah/g。

如此，通过计算能够得知添加的锰酸锂的质量e约为404。

实施例3

将5gsio2和95g天然石墨进行混合，得到含硅化合物负极浆料；

将含硅化合物负极浆料涂覆在铜箔上，得到负极片；

将ggli6coo4和eg磷酸铁锂进行混合，得到含锂化合物正极浆料；

将含锂化合物正极浆料涂覆在铝箔上，得到正极片；

将正极片、隔膜和负极片层叠进行卷绕，得到电芯，注入电解液后进行热封装，得到实施例3的锂电子电池；

对锂电子电池进行首次充电操作，以使所述正极片中的li6coo4的锂离子填满负极片中的sio2的si的无效空穴，以及天然石墨中的c的无效空穴，并使正极片中的磷酸铁锂的锂离子填满负极片中的sio2的si的有效空穴以及天然石墨中的c的有效空穴。

li6coo4的添加质量g的计算步骤如下：

100×5％×4200×20％+100×95％×370×10％＝g×305

其中，根据现有公知常识可知sio2的克比容量为4200mah/g，sio2中si的无效空穴占总空穴的百分数为20％，天然石墨的克比容量为370mah/g，天然石墨中c的无效空穴占总空穴的百分数为10％，li6coo4的克比容量为305mah/g。

如此，通过计算能够得知添加的li6coo4的质量g约为25。

磷酸铁锂的添加质量e的计算步骤如下：

100×5％×4200×80％+100×95％×370×90％＝e×140

其中，sio2中si的有效空穴占总空穴的百分数为80％，天然石墨中c的有效空穴占总空穴的百分数为90％，磷酸铁锂的克比容量为140mah/g。

如此，通过计算能够得知添加的磷酸铁锂的质量约e为346。

通过实施例1-实施例3的计算结果可知，通过在正极浆料的基础上添加了含锂化合物，起到了补锂的作用，使得锂离子电池的首次充放电效率的能够实现设定的si的有效容量为80％，c的有效容量为90％，相比于现有的锂离子的首次充放电效率仅有30％～70％，锂离子电池的容量和首次充放电效率得到了大大的提高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。