本发明涉及二次电池领域,具体涉及一种预锂化负极片及其制备方法、二次电池。
背景技术:
1、锂离子电池因首次充放电过程存在不可逆锂损失的问题,因此锂离子电池在制备过程中通常会在负极或正极进行预锂化。目前在负极预锂化的方法包括物理预锂化和化学预锂化。其中物理预锂化通常为金属锂片与负极片进行复合得到预锂后的负极片,但此种补锂方法会存在补锂不均以及鱼鳞状、裂纹之类的外观缺陷。而化学预锂化则是通过低电势的含锂化学试剂(补锂剂)与负极材料发生化学反应,从而对负极材料进行还原和补锂,目前常用的补锂剂包括锂粉、熔融锂、硅化锂粉、高温下lioh、热蒸发态锂、锂-有机复合物溶液等,但此种方法因补锂剂的化学稳定性差,与极性溶剂和空气不兼容的问题,常在使用时对其进行包覆处理后再进行化学预锂化以提升稳定性,但即使包覆处理后锂也容易暴露出表面,依然存在较高的危险系数,不适宜大规模应用。
2、有鉴于此,确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
技术实现思路
1、本发明的目的之一在于:针对现有技术的不足,提供一种预锂化负极片,以解决目前物理预锂化存在外观缺陷以及化学预锂化存在安全性差的问题。
2、为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
3、一种预锂化负极片,包括硅负极片及采用3d打印技术设置于硅负极片至少一表面的预锂层;以预锂层的克重为a,硅负极片的克重为b,满足关系式:0.00001≤a/b≤0.01。
4、优选的,满足关系式:0.0001≤a/b≤0.01。
5、优选的,满足关系式:0.0005≤a/b≤0.005。
6、优选的,本发明满足如下特征中的至少一种:所述预锂层的厚度为1~10μm,预锂层的孔隙率为20%-80%,预锂层的面密度为0.5mg/1540.25mm2~20mg/1540.25mm2。
7、优选的,硅负极片中的硅含量为3%~50%。
8、本发明的目的之二在于,提供一种上述所述的预锂化负极片的制备方法,包括以下步骤:
9、采用3d打印技术将含锂浆料打印于硅负极片的至少一表面以形成预锂层,辊压,得预锂化负极片。
10、优选的,采用3d打印中的浆料直写工艺进行打印。
11、优选的,含锂浆料的固含量为10%~70%。
12、优选的,打印时环境相对湿度为2%~5%。
13、优选的,辊压时环境相对湿度为2%~5%。
14、本发明的目的之三在于,提供一种二次电池,包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜,负极片为上述所述的预锂化负极片。
15、相比于现有技术,本发明的有益效果在于:本发明的预锂化负极片,采用3d技术打印形成附着于硅负极片至少一表面的预锂层,相比于常规物理预锂化方法,该技术可使得预锂层均匀沉积,不存在鱼鳞状、裂纹之类的外观缺陷;而相比于常规的化学预锂化方法,该技术的补锂剂仍保持了较好的与空气隔绝的效果,由此保证了预锂层的安全使用。同时配合3d技术可精准控制打印的量,以保证预锂层的克重满足关系式0.00001≤a/b≤0.01,由此设置的预锂层合理控制了补锂量,避免了因补锂量不够而对首次库伦效率无明显提升的问题,也避免了因补锂量过多而导致化成阶段析锂的问题;且该预锂层一致性好,得到的电池一致性也更好。
1.一种预锂化负极片,其特征在于,包括硅负极片及采用3d打印技术设置于硅负极片至少一表面的预锂层;以预锂层的克重为a,硅负极片的克重为b,满足关系式:0.00001≤a/b≤0.01。
2.根据权利要求1所述的预锂化负极片,其特征在于,满足关系式:0.0001≤a/b≤0.01;优选的,0.0005≤a/b≤0.005。
3.根据权利要求1或2所述的预锂化负极片,其特征在于,满足如下特征中的至少一种:所述预锂层的厚度为1~10μm,预锂层的孔隙率为20%-80%,预锂层的面密度为0.5mg/1540.25mm2~20mg/1540.25mm2。
4.根据权利要求1或2所述的预锂化负极片,其特征在于,硅负极片中的硅含量为3%~50%。
5.一种权利要求1~4任一项所述的预锂化负极片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的预锂化负极片的制备方法,其特征在于,采用3d打印中的浆料直写工艺进行打印。
7.根据权利要求5或6所述的预锂化负极片的制备方法,其特征在于,含锂浆料的固含量为10%~70%。
8.根据权利要求5或6所述的预锂化负极片的制备方法,其特征在于,打印时环境相对湿度为2%~5%。
9.根据权利要求5或6所述的预锂化负极片的制备方法,其特征在于,辊压时环境相对湿度为2%~5%。
10.一种二次电池,包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜,其特征在于,负极片为权利要求1~4任一项所述的预锂化负极片。