预锂化负极活性材料及其制备方法、负极片和锂离子电池.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CN111434609A(43)申请公布日2020.07.21(21)申请号201911382720.8H01M4/48(2010.01)(22)申请日2019.12.27H01M4/58(2010.01)H01M10/0525(2010.01)(71)申请人蜂巢能源科技有限公司H01M10/42(2006.01)地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人蔡挺威赵晓宁邵玲段瑞杰邓素祥马忠龙(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人尹璐(51)Int.Cl.C01B33/00(2006.01)C01B33/06(2006.01)C01B33/20(2006.01)H01M4/38(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图2页(54)发明名称预锂化负极活性材料及其制备方法、负极片和锂离子电池(57)摘要本发明提供了预锂化负极活性材料及其制备方法、负极片和锂离子电池，该方法包括：将金属锂源加入到有机溶剂中，将得到的混合物加热至所述金属锂源熔融，并搅拌使得熔融的所述金属锂源分散为颗粒，得到金属锂源颗粒分散液；向所述金属锂源颗粒分散液中加入负极活性材料，并搅拌反应预定时间，得到预锂化负极活性材料。该方法利用在有机溶剂中分散的金属锂源分散液与负极活性材料反应，实现预锂化，可减少原料和产物的团聚，搅拌条件下可以加速负极活性材料与金属锂的接触反应，提高反应效率，且预锂化过程是在有机溶剂中进行，可有效隔绝外部气氛对原料及产物的影响，提高可操作性和安全性，易规模化应用。CN111434609ACN111434609A权利要求书1/1页1.一种制备预锂化负极活性材料的方法，其特征在于，包括：将金属锂源加入到有机溶剂中，将得到的混合物加热至所述金属锂源熔融，并搅拌使得熔融的所述金属锂源分散为颗粒，得到金属锂源颗粒分散液；向所述金属锂源颗粒分散液中加入负极活性材料，并搅拌反应预定时间，得到预锂化负极活性材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂满足以下条件的至少之一：所述有机溶剂的沸点大于200℃；所述有机溶剂的粘度为100-2000CS；所述有机溶剂包括硅油、十一烷、十二烷、白油和石蜡中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属锂源包括锂块、锂片、锂棒、锂箔和锂粉中的至少一种；任选地，所述金属锂源的纯度不低于95％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，满足以下条件的至少一种：所述金属锂源和所述有机溶剂的混合物中，所述金属锂源的含量1～30g/L；所述金属锂源和所述有机溶剂的混合物加热的温度为200-350℃；所述金属锂源和所述有机溶剂的混合物搅拌的速率为2000-20000rpm；所述搅拌反应的搅拌速率为100-1000rpm；所述预定时间为1h-24h。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负极活性材料包括硅基材料；优选地，所述硅基材料包括单质硅和氧化亚硅中的至少一种。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负极活性材料与所述金属锂源的投料质量比为1:20～1:1；优选为1:10～1:5。7.一种预锂化负极活性材料，其特征在于，是通过权利要求1～6中任一项所述的方法制备得到的。8.根据权利要求7所述的预锂化负极活性材料，其特征在于，满足以下条件的至少之一：所述预锂化负极活性材料的化学组成为LixSiOy，0<x≤4.4，0≤y≤1；优选0.4<x<0.8；所述预锂化负极活性材料的粒径和所述负极活性材料的粒径的比值大于1且小于1.5。9.一种负极片，其特征在于，包括权利要求7或8所述的预锂化负极活性材料。10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求7或8所述的预锂化负极活性材料或者权利要求9所述的负极片。2CN111434609A说明书1/8页预锂化负极活性材料及其制备方法、负极片和锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池技术领域，具体的，涉及预锂化负极活性材料及其制备方法、负极片和锂离子电池。背景技术[0002]随着新能源汽车的快速发展，对车用动力电池能量密度以及安全性能的要求不断提升。硅负极由于其优异的性能成为现阶段高能量密度电池用负极的首选，但硅负极仍存在的问题之一是首次库伦效率低，阻碍电池能量密度的提升。解决首次库伦效率低的常用方法包括：锂盐预锂法，主要用于硅氧材料的预锂化，利用锂盐高温条件下与硅氧材料中的二氧化硅组分反应，形成硅酸锂等稳定产物，从而减少硅氧材料充放电过程中的不可逆容量损失，达到提高首效的目的。但该方法的预锂化程度受硅氧材料组成限制，预锂化程度有限，且高温烧结过程中硅材料易发生团聚；熔融法，将硅基材料加入到熔融的金属锂中，