预锂化极片及其制备方法、二次电池和用电装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115842096A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202210846555.2(22)申请日2022.07.19(71)申请人宁德时代新能源科技股份有限公司地址352100福建省宁德市蕉城区漳湾镇新港路2号(72)发明人王绍杉何建福刘倩叶永煌(74)专利代理机构北京华进京联知识产权代理有限公司11606专利代理师王勤思(51)Int.Cl.H01M4/13(2010.01)H01M4/139(2010.01)H01M10/42(2006.01)H01M4/70(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书15页附图2页(54)发明名称预锂化极片及其制备方法、二次电池和用电装置(57)摘要本申请涉及二次电池技术领域，特别是涉及一种预锂化极片及其制备方法、二次电池和用电装置。预锂化极片包括集流体和设置于集流体至少一个表面之上的活性材料层；集流体和至少一个活性材料层之间设置有补锂层；其中，集流体的表面粗糙度为2μm～5μm，活性材料层为多孔结构。通过采用具有一定表面粗糙度的集流体，能够承载补锂材料，形成补锂层，无需改变传统的电芯结构，即可通过活性材料层的孔隙实现活性锂的释放，对电池进行补锂。该预锂化极片结构简单，可采用已有的极片制备工艺生产，无需新设备，能有效降低生产成本。CN115842096ACN115842096A权利要求书1/2页1.一种预锂化极片，其特征在于，包括集流体和设置于所述集流体至少一个表面之上的活性材料层；所述集流体和至少一个所述活性材料层之间设置有补锂层；其中，所述集流体的表面粗糙度为2μm～5μm，所述活性材料层为多孔结构。2.根据权利要求1所述的预锂化极片，其特征在于，所述补锂层中的补锂剂的Dv50粒径≤2μm。3.根据权利要求1所述的预锂化极片，其特征在于，所述补锂层中的补锂剂的用量为所述活性材料层中的活性材料质量的1％～5％。4.根据权利要求1所述的预锂化极片，其特征在于，所述补锂层的厚度为1μm～2μm。5.根据权利要求1所述的预锂化极片，其特征在于，所述活性材料层的孔隙率为20％～40％。6.根据权利要求1～5任一项所述的预锂化极片，其特征在于，所述预锂化极片为正极极片，所述活性材料层的孔隙率为20％～30％。7.根据权利要求1～5任一项所述的预锂化极片，其特征在于，所述预锂化极片为负极极片，所述活性材料层的孔隙率为30％～40％。8.根据权利要求1～5任一项所述的预锂化极片，其特征在于，所述预锂化极片为正极极片，所述补锂层中的补锂剂包括Li1+xNi0.5Mn1.5O4、Li2NiO2、Li5FeO4、LiF、Li2S、Li2C2O4、LiMn2O4；Li2O2、Li2O以及Li3N中的一种或多种，其中，x的取值选自0～1中的任意值。9.根据权利要求1～5任一项所述的预锂化极片，其特征在于，所述预锂化极片为负极极片，所述补锂层中的补锂剂包括锂粉以及预锂化石墨中的一种或多种。10.根据权利要求1～5任一项所述的预锂化极片，其特征在于，至少一个所述补锂层和所述活性材料层之间设置有导电层，所述导电层为多孔结构。11.根据权利要求10所述的预锂化极片，其特征在于，所述导电层的孔隙率为40％～50％。12.根据权利要求10所述的预锂化极片，其特征在于，所述预锂化极片为正极极片，所述导电层的孔隙率为40％～45％。13.根据权利要求10所述的预锂化极片，其特征在于，所述预锂化极片为负极极片，所述导电层的孔隙率为45％～50％。14.根据权利要求10所述的预锂化极片，其特征在于，所述导电层的厚度为1μm～2μm。15.根据权利要求10所述的预锂化极片，其特征在于，所述导电层中包括导电剂和粘结剂；可选地，所述导电剂包括导电石墨、导电碳黑、碳纤维、碳纳米管以及石墨烯中的一种或多种；可选地，所述粘结剂包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、聚丙烯酸、聚四氟乙烯以及聚偏氟乙烯中的一种或多种。16.根据权利要求15所述的预锂化极片，其特征在于，所述导电剂和所述粘结剂的质量比为1:(0.03～0.07)。17.根据权利要求16所述的预锂化极片，其特征在于，所述导电层中还包括无机纳米颗粒；2CN115842096A权利要求书2/2页可选地，所述无机纳米颗粒包括Au、Sn、ZnO、MoS2以及Al2O3中的一种或多种。18.根据权利要求17所述的预锂化极片，其特征在于，所述导电剂和所述无机纳米颗粒的质量比为1:(0.001～0.01)。19.一种预锂化极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供表面粗糙度为2μm～5μm的集流体，在所述集流体的至少一个表面