开发背景:
预锂化:也称“预嵌锂 ”“补锂”,在锂离子电池工作之前向电池内部补充锂离子。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。鉴于锂具备高达3860Ah/g的容量,通常少量添加即可达到补锂效果。预锂化技术包括负极补锂跟正极补锂。
关键卡点:目前负极补锂仍然受限于电池制造工艺上的几大难题:金属锂的使用与生产环境、常规溶剂、粘接剂、以及热处理过程等不兼容,使得负极补锂棘手难接受。考虑到锂
金属极高的化学活性,研究者通常对锂粉进行表面稳定化处理。但是,锂粉会还原常规电解液、粘结剂、分散剂等锂电池生产过程中的必要辅助组元,所以对其进行进一步的表面改
性也是必须的。锂粉也有相当程度的安全隐患,其生产、运输、适配溶剂和粘结剂应用的标准非常严格。
设计目标:锂粉表面改性包覆,适用于量产工艺的水性体系
设计思路:采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)类似物 钝化锂颗粒,并借助高分子CMC聚合物跟导电材料进行修饰,使之疏水隔氧,在水系浆料中稳定存在。
思路设计:
热稳定性良好,水溶性良好,遇水接触无产气,产热等现象。
备注:3%的占比是指活性锂粉的重量占了正极活性材料的比例,,然后换算成在负极的添加量跟比例,CB=1.07
软包测试:
常温DCR:3%以内的差异;低温DCR:3%以内的差异
倍率放电:无明显差异
高低温放电:无明显差异
化成产气测试(每组测10软包的总产气量):补锂的B/C组化成产气曲线提前出现拐点;
(A组42.67%SOC;B组21.17%SOC;C组22.65%SOC);
化成产气成分:补锂剂对应组别还原性气体H2含量增加,B组↗ 2.8%,C组↗ 3.3%;
可能是初次释放的锂单质接触电解液后发生还原反应所致;
常温容量改善:B组↗ 6.23%;C组↗ 8.16%;
高温容量改善:B组↗ 4.7%;C组↗ 6.65%;
常温循环@25℃&300cycle:B组↗ 2.06%;C组↗ 1.13%;
温循环@25℃&300cycle:B组↗ 2.75%;C组↗ 3.95%;