一种预锂极片膜及其制备方法和用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112164797A(43)申请公布日2021.01.01(21)申请号202011017528.1(22)申请日2020.09.24(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人金正贤王亮宋庆焕吴文凯(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659代理人王岩(51)Int.Cl.H01M4/62(2006.01)H01M4/38(2006.01)H01M4/139(2010.01)H01M4/04(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书10页附图2页(54)发明名称一种预锂极片膜及其制备方法和用途(57)摘要本发明涉及一种预锂极片膜及其制备方法和用途，所述预锂极片膜包含呈网络化结构的粘结剂及粘结在其表面的导电剂和锂金属；其能有效减少电池的首次不可逆容量损失，并能提高电池的首次库伦效率；其制备方法采用干法工艺，将粘结剂、导电剂及锂金属经剪切作用混合、压制，得到预锂极片膜，所述方法的制备过程中无需加入任何溶剂，无需溶剂烘干，工艺简单，成本低，安全性高。CN112164797ACN112164797A权利要求书1/2页1.一种预锂极片膜，其特征在于，所述预锂极片膜中包含粘结剂、导电剂及锂金属，所述粘结剂呈网络化结构。2.如权利要求1所述的预锂极片膜，其特征在于，所述预锂极片膜中粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、海藻酸钠、壳聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯酸丁酯及聚环氧乙烷中的至少一种；优选地，所述预锂极片膜中导电剂包括乙炔黑、碳纤维、碳纳米管、科琴黑、导电石墨、石墨烯及活性炭中的至少一种；优选地，所述锂金属的平均粒径为5～100μm；优选地，以所述预锂极片膜的质量为100％计，所述预锂极片膜包含以下组分：锂金属70～90％导电剂5～10％粘结剂5～20％。3.如权利要求1或2所述的预锂极片膜，其特征在于，所述预锂极片膜的厚度为5～1000μm，优选为5～100μm。4.如权利要求1-3任一项所述的预锂极片膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将粘结剂、导电剂及锂金属经剪切作用混合，得到混合粉体，压制，得到预锂极片膜。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述将粘结剂、导电剂及锂金属经剪切作用混合的方法包括将粘结剂及导电剂混合，之后加入锂金属混合；优选地，所述剪切作用混合的自转的转速为≥500rpm，优选为3000-25000rpm，公转的转速为0-500rpm，不含0；优选地，所述压制的方法包括热压处理或冷压处理；优选地，所述热压处理的方法包括热辊压处理；优选地，所述冷压处理的方法包括冷辊压处理；优选地，所述热压处理的温度为50～200℃；优选地，所述冷压处理的温度小于等于25℃；优选地，所述热压处理或冷压处理的辊压线压力各自独立的为1～5t/cm；优选地，步骤(1)所述锂金属以粉末、颗粒或块状的形式加入。6.一种预锂极片，其特征在于，所述预锂极片包括极片及位于所述极片表面的预锂极片膜；所述预锂极片膜选自如权利要求1-3任一项所述的预锂极片膜。7.如权利要求6所述的预锂极片，其特征在于，所述极片包括正极极片或负极极片；优选地，所述负极极片包括集流体及位于所述集流体表面的负极活性物质层；优选地，所述负极活性物质层包含负极活性物质、粘结剂及导电剂；优选地，所述负极活性物质包括碳材料、硅材料及硅氧材料中的至少一种；优选地，所述负极活性物质层中粘结剂包括羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯腈、海藻酸钠、壳聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯酸丁酯及聚环氧乙烷中的至少一种；优选地，所述负极活性物质层中导电剂包括乙炔黑、碳纤维、碳纳米管、科琴黑、导电石墨、石墨烯及活性炭中的至少一种；优选地，以所述负极活性物质的质量为100％计，所述锂金属的质量百分含量为2CN112164797A权利要求书2/2页0.01％-25％，优选为1～20％；优选地，所述负极极片的厚度为50～1000μm。8.如权利要求6或7所述的预锂极片的制备方法，其特征在于，所述极片和所述预锂极片膜通过贴合连接；所述预锂极片膜选自如权利要求1-3任一项所述的预锂极片膜；优选地，所述极片采用干法工艺制备；优选地，所述贴合的方法包括热压处理或冷压处理；优选地，所述贴合的方法包括将所述预锂极片膜制备得到极卷，将所述极卷贴合在极片的两侧表面；或将所述预锂极片膜直接贴合在极片的一侧表面，收卷，之后在极片的另一侧表面贴合所述预锂极片膜。9.如权利要求8所述的预锂极片的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(a)在自转的转速为3000-25000rpm，公转的转速为0-500