CN107706355A - 多孔锂金属箔片的制备方法 - Google Patents

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陈英龙
谢富国
李海峰
王欣全
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Abstract

本发明涉及一种多孔锂金属箔片的制备方法，由压制后的编织锂网作为锂片的主体结构，具体步骤如下：1)首先选取直径为10微米‑2000微米的锂丝，并将锂丝编织成锂网；2)将编织成锂网通过原位压制构成含微米或毫米级孔的多孔锂金属箔片。有益效果：与现有技术相比，本发明采用原位的压制方法，首先使用锂金属丝编制成锂金属网，再将锂金属网通过碾压将锂网原位压制成多孔锂片，应用于基于补锂技术的电池体系中，提升和均衡了负极片/金属锂/电解液三者的接触面积，可以有效改善锂金属负极使用效率，最大程度的发挥预补锂效果；简化了多孔锂金属箔的制作流程，规避了过程失效风险，有助于多孔锂金属负极的大规模生产和应用。

Description

多孔锂金属箔片的制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种多孔锂金属箔片的制备方法。
背景技术
目前，锂离子电池主要采用石墨材料作为负极活性材料，但是，石墨材料的理论容量为372mAh/g，首次效率在90％左右，石墨材料已经无法满足目前体积能量密度和质量能量密度提高的要求。另外，目前使用的循环性能较好的氧化亚硅基材料具有较高的理论克容量，硅负极的理论容量为4198mAh/g，氧化亚硅的理论容量为1964mAh/g，但是，业内对此类材料的研究表明，该类材料的首次效率较低(65％-85％)。无论是石墨负极或是硅负极，工作过程发生副反应或形成SEI膜都需要消耗一部分来自正极的锂离子，影响正极材料的容量发挥。为弥补工作过程发生副反应或形成SEI膜消耗的那部分锂离子，提高电芯的首次库伦效率，需对电芯进行预补锂。
目前，金属锂被业内认为是高能量密度电池的最终解决方案，为满足高能量密度动力电池安全性的要求，全固态锂离子电池被业界广泛看好，金属锂的理论比容量为3860mAh/g，锂金属作为全固态电池的负极具有天然的优势。无论金属锂直接作为电芯负极使用，或是作为电芯预补锂的锂源使用，为降低金属锂的界面阻抗，需要提高电解质与金属锂和锂离子电池负极的接触面积。
现有技术表明目前的制备工艺看，金属锂一直以箔片或粉末的形式使用，该类电池制备方法或金属锂的活性面积受限制，或负极片/金属锂/电解液三者的界面接触不均衡，或步骤繁琐条件苛刻不利于工业生产，或多或少的限制了金属锂负极的大规模应用。
如何保持电芯补锂过程中负极片/金属锂/电解液三者的界面接触，最大程度的发挥预补锂效果，一直是研究者关注的重点。因此，锂离子领域亟待开发出一种可以有效改善锂金属负极使用效率，提升和均衡负极片/金属锂/电解液三者的接触面积的新型锂箔结构。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种多孔锂金属箔片的制备方法，制备的多孔锂金属箔片可以提高和均衡负极片/金属锂/电解液三者的接触面积，可以有效改善锂金属的使用效率。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种多孔锂金属箔片的制备方法，其特征是：由压制后的编织锂网作为锂片的主体结构，具体步骤如下：
1)首先选取直径为10微米-2000微米的锂丝，并将锂丝编织成锂网；
2)将编织成锂网通过原位压制构成含微米或毫米级孔的多孔锂金属箔片。
所述锂丝为单根锂丝或两根及两根以上锂丝的组合。
所述锂网孔径10-2000微米，厚度为10-4000微米。
所述锂网的编织结构为二维结构或三维结构。
所述锂网的编织结构为经纬网络结构、菱形网络结构或赫格利斯结构的二维结构，或三维四向结构、三维五向结构的三维结构。
有益效果：与现有技术相比，本发明采用原位的压制方法，首先使用锂金属丝编制成锂金属网，再将锂金属网通过碾压将锂网原位压制成多孔锂片，应用于基于补锂技术的电池体系中，提升和均衡了负极片/金属锂/电解液三者的接触面积，可以有效改善锂金属负极使用效率，最大程度的发挥预补锂效果；简化了多孔锂金属箔的制作流程，规避了过程失效风险，有助于多孔锂金属负极的大规模生产和应用。
附图说明
图1是多孔锂金属箔片的结构示意图；
图2是锂丝编织形状呈经纬网络结构的锂网结构示意图。
图中：1、多孔锂金属箔片，2、锂丝，3、微米级多孔，4、锂金属网。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
详见附图，本实施例提供了一种多孔锂金属箔片的制备方法，由压制后的编织锂网作为锂片的主体结构，具体步骤如下：
1)首先选取直径为10微米-2000微米的锂丝，并将锂丝2编织成锂金属网4；
2)将编织成锂网通过原位压制构成含毫米级或微米级多孔3的锂金属箔片1。
所述锂丝为单根锂丝或两根及两根以上锂丝的组合。
所述锂网孔径10-2000微米，厚度为10-4000微米。
所述锂网的编织结构为二维结构或三维结构。
所述锂网的编织结构为经纬网络结构、菱形网络结构或赫格利斯结构的二维结构，或三维四向结构、三维五向结构的三维结构。
上述参照实施例对该一种多孔锂金属箔片的制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多孔锂金属箔片的制备方法，其特征是：由压制后的编织锂网作为锂片的主体结构，具体步骤如下：
1)首先选取直径为10微米-2000微米的锂丝，并将锂丝编织成锂网；
2)将编织成锂网通过原位压制构成含微米或毫米级孔的多孔锂金属箔片。
2.根据权利要求1所述的多孔锂金属箔片的制备方法，其特征是：所述锂丝为单根锂丝或两根及两根以上锂丝的组合。
3.根据权利要求1所述的多孔锂金属箔片的制备方法，其特征是：所述锂网孔径10-2000微米，厚度为10-4000微米。
4.根据权利要求1所述的多孔锂金属箔片的制备方法，其特征是：所述锂网的编织结构为二维结构或三维结构。
5.根据权利要求4所述的多孔锂金属箔片的制备方法，其特征是：所述锂网的编织结构为经纬网络结构、菱形网络结构或赫格利斯结构的二维结构，或三维四向结构、三维五向结构的三维结构。
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