CN109980311A - 一种去除金属锂负极表面sei膜的方法 - Google Patents

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许翊璟
施继琴
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Abstract

本发明提供一种去除金属锂负极表面SEI膜的方法，其是对刚封装好的锂锰扣式电池进行处理，所述锂锰扣式电池主要由锂或其合金制成的负极片、以二氧化锰作为正极活性材料的正极片、所述负极片与所述正极片之间的隔膜和含有高氯酸锂的电解液组成，所述刚封装好的锂锰扣式电池先静态放置40～50个小时，然后再进行预放电处理，以消耗所述电池的设计容量的2.5～3.0%。本发明能够解决现有技术所制备的同等型号的锂‑二氧化锰电池的电阻相对依然较高，电池容量消耗高，电池性能不佳的问题。

Description

一种去除金属锂负极表面SEI膜的方法
技术领域
本发明属于锂锰扣式电池生产领域，尤其是一种去除金属锂负极表面SEI膜的方法。
背景技术
锂-二氧化锰扣式电池是20世纪70年代发展起来的一种储能电池。由于其具有比能量高，寿命长，自放电小，性价比高，无污染等优点，在应用中显示出了巨大的优势，已经广泛应用于计算器、电子表、汽车遥控钥匙、通讯装置等产品中。随着电子信息技术的发展，对电池各个方面性能也提出了更高的要求，其中对电池的大电流性能和电容量也提出了越来越高的要求。而一般来说，电池的电阻越小，电池大电流性能就越好，同时，电池的容量消耗也会越低。
申请公布号为CN106340679A的中国专利公布了一种锂-二氧化锰电池的制备方法，所述方法包括将锂-二氧化锰电池正极在180～300℃下烘干，得到烘干后的锂-二氧化锰电池正极；将所述烘干后的锂-二氧化锰电池正极与负极、隔膜以及电解液组装成电池；将组装好的电池进行预放电处理，预放电深度为3％～8％，再封装，得到锂-二氧化锰电池。该方法制备的锂-二氧化锰电池的膨胀率明显降低，且电池的内阻与现有技术相比没有升高，该方法操作简单，可用于工业化生产。但是，现有的锂-二氧化锰电池的制备方法制备的同等型号的锂-二氧化锰电池的电阻相对地依然较高，电池容量消耗高，电池性能不佳，严重影响消费者对它的使用体验。
发明内容
本发明旨在提供一种去除金属锂负极表面SEI膜的方法，该方法能够解决现有技术所制备的同等型号的锂-二氧化锰电池的电阻相对依然较高，电池性能不佳的问题。
一种去除金属锂负极表面SEI膜的方法，其是对刚封装好的锂锰扣式电池进行处理，所述锂锰扣式电池主要由锂或其合金制成的负极片、以二氧化锰作为正极活性材料的正极片、所述负极片与所述正极片之间的隔膜和含有高氯酸锂的电解液组成，所述刚封装好的锂锰扣式电池先静态放置40～50h，然后再进行预放电处理，以消耗所述电池的设计容量的2.5～3.0%。
本发明的去除金属锂负极表面SEI膜的方法具有如下技术效果：
（1）通过将刚封装好的锂锰扣式电池经过40～50h的静态放置，使得锂锰扣式电池内部正极片经真空干燥后未完全去除干净的痕量水分与金属锂负极经过长时间的充分缓慢的反应在金属锂负极表面形成尽量厚的钝化膜（即SEI膜），此时再进行预放电处理，而预放电处理可破坏该钝化膜，从而将锂锰扣式电池内部的水分去除的更加干净，所以同等型号的锂锰扣式电池的内阻会降得更低，这样就可以进一步提高电池性能，并提高电池储存性能；
（2）所述预放电处理以消耗所述锂锰扣式电池的设计容量的2.5～3.0%的标准，既可避免预放电程度过低，达不到完全去除钝化膜的目的，又可避免预放电程度过高，造成电池容量的过度损失；
（3）并且，通过对锂锰扣式电池进行预放电处理，还能够有效降低电池的膨胀率；
（4）同时，锂锰扣式电池的初始电压为3.5V，本发明可将电池的开路电压降低至3.1～3.3V，从而减少腐蚀反应的发生。
具体实施方式
现具体阐述本发明的实施方式：
一种去除金属锂负极表面SEI膜的方法，其是对刚封装好的锂锰扣式电池进行处理，所述锂锰扣式电池主要由锂或其合金制成的负极片、以二氧化锰作为正极活性材料的正极片、所述负极片与所述正极片之间的隔膜和含有高氯酸锂的电解液组成，所述刚封装好的锂锰扣式电池先静态放置40～50h，然后再进行预放电处理，以消耗所述电池的设计容量的2.5～3.0%。
本发明人提供了根据本发明的去除金属锂负极表面SEI膜的方法进行的如下试验：
将上述刚封装好的锂锰扣式电池（型号为CR2032）分成两组（第1组和第2组），该两组锂锰扣式电池的处理方式分别为：
第1组：刚封装好的锂锰扣式电池直接进行预放电处理（不进行静态放置），以消耗所述锂锰扣式电池的设计容量的2.5%；
第2组：刚封装好的锂锰扣式电池先静态放置40h，然后进行预放电处理，以消耗所述锂锰扣式电池的设计容量的2.5%。并分别针对上述两组锂锰扣式电池的内阻、开路电压进行测试，同时分别针对刚封装好的锂锰扣式电池（第2组中刚封装好的锂锰扣式电池）、第1组的锂锰扣式电池、第2组的锂锰扣式电池的高度进行测量，结果如下表1~ 3：
表1 两组锂锰扣式电池的内阻测试对比数据
表2 两组锂锰扣式电池的开路电压测试对比数据
表3 两组锂锰扣式电池的高度测量对比数据
同时，本发明人在摸索最佳电池静态放置时间、最佳电池设计容量消耗率时进行了大量的考察实验，现截取部分实验数据（包括本发明的4个实施例和11个对比例），本发明的4个实施例和11个对比例均中的锂锰扣式电池的型号均为CR2032，详见下表4：
表4
由表4的数据可知：（1）根据本发明的技术方案所制得的锂锰扣式电池的电池内阻控制在6.2～6.8Ω之间，同时，锂锰扣式电池的开路电压控制在3.1-3.3V之间，锂锰扣式电池的高度控制在3.16～3.19mm之间。而根据表4中对比例1～对比例5的数据可看出：当锂锰扣式电池静态放置时间太短时，虽然电池的开路电压依然可以降低至3.1-3.3V之间，电池的高度变化也不大，但是，电池的内阻却较高，电池性能差。同时，根据表4中对比例6和对比例7的数据可看出：当锂锰扣式电池静态放置时间过长时，虽然电池的开路电压依然可以降低至3.1-3.3V之间，电池的高度变化也不大，但是，电池的内阻却有所升高，不利于电池性能的提升。另，将表4中对比例8和对比例9的数据与实施例3相比可看出：当锂锰扣式电池设计容量消耗率过低时，不仅电池的内阻升高了，同时电池的高度也升高，即电池发生了膨胀，电池性能下降。将表4中对比例10和对比例11的数据与实施例4相比可看出：当锂锰扣式电池设计容量消耗率过高时，电池内阻不会继续降低，同时，电池的开路电压有小幅升高，电池的开路电压高会导致电池内部的腐蚀反应容易发生，对电池性能不利，并且，电池设计容量消耗率过高对电池容量也造成了不必要的损耗。

Claims (1)

1.一种去除金属锂负极表面SEI膜的方法，其是对刚封装好的锂锰扣式电池进行处理，所述锂锰扣式电池主要由锂或其合金制成的负极片、以二氧化锰作为正极活性材料的正极片、所述负极片与所述正极片之间的隔膜和含有高氯酸锂的电解液组成，所述刚封装好的锂锰扣式电池先静态放置40～50个小时，然后再进行预放电处理，以消耗所述电池的设计容量的2.5～3.0%。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102110856A (zh) * 2011-01-28 2011-06-29 福建南平南孚电池有限公司 锂-二硫化铁电池的容量消耗处理方法
CN106340679A (zh) * 2016-10-27 2017-01-18 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种锂‑二氧化锰电池的制备方法
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