一种锂电池补锂保护膜及应用的制作方法

本发明涉及锂电池，尤其涉及一种锂电池补锂保护膜及应用。

背景技术：

1、目前，对于锂离子电池的能量密度想要进一步提升，需运用预锂化技术，可有效弥补电芯首次充电时的活性锂损失，从而提升电芯能量密度和循环寿命。通过预锂化对电极材料进行补锂，抵消形成sei膜造成的不可逆锂损耗，以提高电池的总容量和能量密度。

2、目前，常用的补锂方式有负极补锂和正极补锂。负极补锂主要采用锂箔补锂、锂粉补锂等。正极补锂是在正极合浆过程中添加少量高容量材料，在充电过程中，li+从高容量材料中脱出，补充首次充放电的不可逆容量损失，目前，作为正极补锂添加剂的材料主要有：富锂化合物、基于转化反应的纳米复合材料和二元锂化合物等。

3、然而，不管正极补锂还是负极补锂都是与原极片复合在一起，这样补锂后就会破坏原锂离子电池相应极片微管结构，并且目前的正极补锂、负极补锂技术的锂释放是一次性，且是在初始的充放电状态下完成的，所以此类补锂技术也仅仅解决了锂离子电池的能量密度问题，对于锂电池的寿命改善较小，甚至没有提高寿命，反而加速了锂离子电池的衰减，造成寿命短。综上所述，可见目前的正极和负极极片的补锂方法存在补锂精度差，局部补锂过量，会造成满充界面析锂，在后续的使用过程中存在安全风险。

技术实现思路

1、基于此，针对目前的正极和负极极片的补锂方法存在补锂精度差，局部补锂过量，会造成满充界面析锂，在后续的使用过程中存在安全风险的技术问题，本发明的目的是提供一种锂电池补锂保护膜及应用。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

3、本发明提供的一种锂电池补锂保护膜，其包括基膜层，基膜层的一侧表面设置有金属锂层，金属锂层远离基膜层一侧表面设置有导电层。

4、作为本发明上述方案的进一步改进，所述金属锂层的厚度为6μm-25μm。

5、作为本发明上述方案的进一步改进，所述锂电池补锂保护膜粘贴在锂电池的壳体内表面或者粘贴在锂电池电芯上。

6、作为本发明上述方案的进一步改进，所述导电层由导电剂、粘接剂混合制备而成。本发明金属锂层的锂离子是通过导电层的导电剂进行传输的，形成了均匀补锂，提高了补锂精度，同时还可以通过调节导电层中的导电剂的占比来控制锂离子的传输速度，也避免了局部补锂过量问题。

7、作为本发明上述方案的进一步改进，所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、科琴黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、气相生长炭纤维中的至少一种。

8、作为本发明上述方案的进一步改进，所述粘接剂采用聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氯丙烯聚合物、丁苯橡胶、聚丙烯、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

9、作为本发明上述方案的进一步改进，所述金属锂层的形状为片状、网状、条状或者粉状。

10、作为本发明上述方案的进一步改进，所述基膜层采用聚酯薄膜，厚度为2.5μm-12μm。

11、作为本发明上述方案的进一步改进，所述锂电池补锂保护膜的制备方法，包括以下步骤：

12、s1、将金属锂层的原料附着在基膜层上；

13、s2、按比例将导电剂与粘接剂混合后涂布在金属锂层上，即得锂电池补锂保护膜。

14、本发明还提出一种如前所述的锂电池补锂保护膜在锂电池补锂中的应用。

15、作为本发明上述方案的进一步改进，将所述锂电池补锂保护膜粘贴在锂电池的壳体内表面或者粘贴在锂电池的电芯本体外表面。优选地，所述壳体的材质为铝、钢或者塑料。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明的锂电池补锂保护膜粘贴在锂电池的壳体内表面或者粘贴在锂电池的电芯本体外表面，在电池充放电的过程中，可释放出锂在负极参与成膜反应，或者嵌入到负极/正极中，实现补锂。

18、本发明可以在试验过程中得到一个电池消耗锂离子的消耗趋势图，根据消耗的锂离子趋势计算出循环过程中锂离子的消耗量，然后再计算出需要的金属锂层材料的质量，根据不同的电池规格要求，通过控制金属锂层的厚度，可对补锂量进行定量控制，防止出现因补锂过量降低了电池的安全性；本发明金属锂层的锂离子是通过导电层的导电剂进行传输的，形成了均匀补锂，提高了补锂精度，同时还可以通过调节导电层中的导电剂的占比来控制锂离子的传输速度，也避免了局部补锂过量问题。

19、本发明的金属锂层可以根据正极补锂技术要求或者负极补锂技术要求，选择不同材料，从而实现正极或者负极补锂技术。

20、本发明的导电层在补锂过程中，起到导电的作用，使首效显著提升，能够实现快速、完全补锂。

技术特征：

1.一种锂电池补锂保护膜，其特征在于，其包括基膜层，基膜层的一侧表面设置有金属锂层，金属锂层远离基膜层一侧表面设置有导电层。

2.根据权利要求1所述的锂电池补锂保护膜，其特征在于，所述金属锂层的厚度为6μm-25μm。

3.根据权利要求1所述的锂电池补锂保护膜，其特征在于，所述锂电池补锂保护膜粘贴在锂电池的壳体内表面或者粘贴在锂电池电芯上。

4.根据权利要求1所述的锂电池补锂保护膜，其特征在于，所述导电层由导电剂、粘接剂混合制备而成。

5.根据权利要求4所述的锂电池补锂保护膜，其特征在于，所述导电剂为导电炭黑、导电石墨、科琴黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、气相生长炭纤维中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的锂电池补锂保护膜，其特征在于，所述粘接剂采用聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氯丙烯聚合物、丁苯橡胶、聚丙烯、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的锂电池补锂保护膜，其特征在于，所述金属锂层的形状为片状、网状、条状或者粉状。

8.根据权利要求1所述的锂电池补锂保护膜，其特征在于，所述基膜层采用聚酯薄膜，厚度为2.5μm-12μm。

9.一种如权利要求1-8中任一项所述的锂电池补锂保护膜在锂电池补锂中的应用。

10.根据权利要求9所述的锂电池补锂保护膜在锂电池补锂中的应用，其特征在于，将所述锂电池补锂保护膜粘贴在锂电池的壳体内表面或者粘贴在锂电池的电芯本体外表面。

技术总结
本发明涉及一种锂电池补锂保护膜，其包括基膜层，基膜层的一侧表面设置有金属锂层，金属锂层远离基膜层一侧表面设置有导电层。本发明的锂电池补锂保护膜粘贴在锂电池的壳体内表面或者粘贴在锂电池的电芯本体外表面，在电池充放电的过程中，可释放出锂在负极参与成膜反应，或者嵌入到负极/正极中；根据不同的电池规格要求，通过控制金属锂层的厚度，可对补锂量进行定量控制，防止出现因补锂过量降低了电池的安全性；本发明金属锂层的锂离子是通过导电层进行传输的，形成了均匀补锂，提高了补锂精度。

技术研发人员：李伟,张旭,程辉,朱春林
受保护的技术使用者：合肥国轩高科动力能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15