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負(fù)極補(bǔ)鋰材料開(kāi)發(fā)
  • 產(chǎn)品詳情

開(kāi)發(fā)背景：
預(yù)鋰化：也稱“預(yù)嵌鋰 ”“補(bǔ)鋰”，在鋰離子電池工作之前向電池內(nèi)部補(bǔ)充鋰離子。通過(guò)預(yù)鋰化對(duì)電極材料進(jìn)行補(bǔ)鋰，抵消形成SEI膜造成的不可逆鋰損耗，以提高電池的總?cè)萘?
和能量密度。鑒于鋰具備高達(dá)3860Ah/g的容量，通常少量添加即可達(dá)到補(bǔ)鋰效果。預(yù)鋰化技術(shù)包括負(fù)極補(bǔ)鋰跟正極補(bǔ)鋰。
關(guān)鍵卡點(diǎn)：目前負(fù)極補(bǔ)鋰仍然受限于電池制造工藝上的幾大難題：金屬鋰的使用與生產(chǎn)環(huán)境、常規(guī)溶劑、粘接劑、以及熱處理過(guò)程等不兼容，使得負(fù)極補(bǔ)鋰棘手難接受?？紤]到鋰
金屬極高的化學(xué)活性，研究者通常對(duì)鋰粉進(jìn)行表面穩(wěn)定化處理。但是，鋰粉會(huì)還原常規(guī)電解液、粘結(jié)劑、分散劑等鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中的必要輔助組元，所以對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的表面改
性也是必須的。鋰粉也有相當(dāng)程度的安全隱患，其生產(chǎn)、運(yùn)輸、適配溶劑和粘結(jié)劑應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格。
設(shè)計(jì)目標(biāo)：鋰粉表面改性包覆，適用于量產(chǎn)工藝的水性體系
設(shè)計(jì)思路：采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)類似物 鈍化鋰顆粒，并借助高分子CMC聚合物跟導(dǎo)電材料進(jìn)行修飾，使之疏水隔氧，在水系漿料中穩(wěn)定存在。
思路設(shè)計(jì)：


產(chǎn)品參數(shù)：
熱穩(wěn)定性良好，水溶性良好，遇水接觸無(wú)產(chǎn)氣，產(chǎn)熱等現(xiàn)象。


工藝測(cè)試：
組別設(shè)計(jì)：

備注：3%的占比是指活性鋰粉的重量占了正極活性材料的比例，，然后換算成在負(fù)極的添加量跟比例，CB=1.07

制程收集：
漿料層級(jí)滿足制程要求；
極片反彈無(wú)明顯惡化；
粘接力，內(nèi)聚力與base組相當(dāng)；

軟包測(cè)試：
常溫DCR：3%以內(nèi)的差異；低溫DCR：3%以內(nèi)的差異
倍率放電：無(wú)明顯差異
高低溫放電：無(wú)明顯差異


化成產(chǎn)氣測(cè)試(每組測(cè)10軟包的總產(chǎn)氣量)：補(bǔ)鋰的B/C組化成產(chǎn)氣曲線提前出現(xiàn)拐點(diǎn)；
(A組42.67%SOC；B組21.17%SOC；C組22.65%SOC)；
化成產(chǎn)氣成分:補(bǔ)鋰劑對(duì)應(yīng)組別還原性氣體H2含量增加，B組↗ 2.8%，C組↗ 3.3%；
可能是初次釋放的鋰單質(zhì)接觸電解液后發(fā)生還原反應(yīng)所致；


性能測(cè)試：
常溫容量改善：B組↗ 6.23%；C組↗ 8.16%；
高溫容量改善：B組↗ 4.7%；C組↗ 6.65%；
常溫循環(huán)@25℃&300cycle：B組↗ 2.06%；C組↗ 1.13%；
溫循環(huán)@25℃&300cycle：B組↗ 2.75%；C組↗ 3.95%；


總結(jié)：