1.本發明屬于鋰電池技術領域,更具體地,涉及一種基于冷凍干燥的鋰離子電池正極補鋰方法及產品。
2.鋰離子電池具有比能量高、循環壽命長、工作電壓高、自放電小和無記憶效應的優勢,已經被廣泛的應用于電動汽車和儲能系統等領域。目前,鋰離子電池的研究取得了很大的進展,但是鋰離子電池在首次的充電過程中在負極表面形成固態電解質層,消耗正極中活性鋰,造成不可逆的鋰損失高達7-15%,導致鋰離子電池的能量密度和循環性能降低。
3.目前,主要的補鋰思路可以分為負極補鋰和正極補鋰兩種。其中負極補鋰策略包括物理混合(鋰粉和硅粉的混合),化學嵌鋰,自放電機制理化(鋰箔與石墨負極直接接觸)和電化學預鋰化。負極預鋰化通常采用還原性較強的鋰源,對電池生產環境和工藝安全提出了嚴苛的要求,并且會顯著增加電池的生產成本。此外,負極補鋰技術容易形成過鋰化對電池性能造成不利影響,需要對補鋰程度嚴格把控,提升了技術難度。正極補鋰技術主要包括正極過鋰化,正極預嵌鋰材料和犧牲鋰鹽。其中正極過鋰化材料的合成工藝復雜,生產成本高。正極預嵌鋰材料如li6coo4,li5feo4,li2s/co,lif/co和li2o/co等,除了補充鋰源外還引入了大量的非活性物質,也會造成電池能量密度的降低。犧牲鋰鹽(即補充鋰源)主要是疊氮化物,碳氧化物,二羧酸類和酰肼類,例如lin3,li2c4o4(方酸鋰),li2c2o4(草酸鋰),這里物質補鋰之后,其余成分轉化為氣體可以在化成工藝結束后隨氣體排出。但是這類補鋰劑存在氧化分解電位高,多與高壓尖晶石體系一起使用,此外,正極補鋰劑具有對空氣和水的穩定性的要求,需要可以更好的兼容到目前的正極涂布工藝中。因此急需開發一種工藝來降低犧牲鋰鹽的分解電位,同時補鋰劑對空氣和水具有穩定性,使其能夠應用到廣泛使用的正極材料中。