CN114256509A - 用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液及预锂化方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液及预锂化方法，上述预锂化的电解液包括有机溶剂与锂盐，有机溶剂包括一元溶剂、二元溶剂、三元溶剂或四元溶剂中的任意一种。上述预锂化方法的步骤包括：将锂离子电池负极浸泡在上述预锂化的电解液中，以发生预锂化反应，得到预锂化负极。上述预锂化电解液中的有机溶剂与锂盐能够调控SEI膜在含锂层/负极接触界面上的生长行为及其物理化学性质，能够降低SEI膜中的有机组分，提高含锂层中活性物质的转化效率至85％以上；同时，降低了惰性锂的形成与产量，有效避免了因惰性锂积聚造成的负极析锂和电池极化增大现象，显著提高了接触预锂化电池的容量保持率和循环稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液及预锂化方法。
背景技术
锂离子电池在首次充电过程中，负极表面会自发形成固态电解质薄膜(SEI膜)，导致一部分可逆锂离子容量损失，进而表现为较低的首次库伦效率，致使正极的锂离子库存产生空缺，这降低了锂离子电池的可逆循环容量。
接触预锂化是一种有效提高锂离子电池首次库伦效率、改善电池循环性能的方法。其具体为，通过在负极表面复合含锂层以触发内短路电化学反应的接触式预锂化过程，从而预先将一定数量的锂离子储存在负极结构内，来补偿电池首次循环时产生的容量空缺。但是，在锂离子电池负极预锂化过程中，将带有含锂层的负极放置于电解液中后，由于在含锂层/负极界面发生了内短路微腐蚀电化学反应，负极表面会自发形成SEI膜。并且，随着预锂化反应的进行，这层SEI膜会逐渐生长并扩大，将会腐蚀含锂层/负极界面间的电子通路，最终导致电子通路阻断，预锂化反应被迫结束。此时，含锂层中大量的活性物质得不到有效转化而变为电子惰性的“死”锂(惰性锂)，从而影响预锂化负极的循环性能。
发明内容
本申请提供一种用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液及预锂化方法，旨在解决锂离子电池负极在预锂化过程中含锂层的转化率偏低且易产生较多惰性锂的问题。
一方面，本申请实施例提供了一种用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，包括有机溶剂与锂盐，所述有机溶剂包括一元溶剂、二元溶剂、三元溶剂或四元溶剂中的任意一种；所述一元溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和1,3-二氧戊环中的任意一种；所述二元溶剂包括碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环和碳酸丙烯酯中的任意两种组成的混合物；所述三元溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环和碳酸丙烯酯中的任意三种组成的混合物；所述四元溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环和碳酸丙烯酯中的任意四种组成的混合物。
可选地，所述二元溶剂中任一组分的体积占总体积的比例为10～90％。
可选地，所述三元溶剂中任一组分的体积占总体积的比例为10～80％。
可选地，所述四元溶剂中任一组分的体积占总体积的比例为5～85％。
可选地，所述锂盐的浓度为0.5～2.5mol/L。
可选地，所述锂盐的浓度为0.8～2.0mol/L。
可选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂的一种或者多种。
另一个方面，本申请实施例提供一种锂离子电池负极的接触预锂化方法，包括如下步骤：将锂离子电池负极浸泡在上述用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液中，以发生预锂化反应，得到预锂化负极。
可选地，所述锂离子电池负极的表面覆盖有含锂层。
可选地，所述锂离子电池负极的活性物质包括硅、氧化硅、石墨、硬碳和软碳中的一种或多种。
本申请提供的用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液中的有机溶剂与锂盐发挥协同作用，能够调控SEI膜在含锂层/负极接触界面上的生长行为及其物理化学性质，能够降低SEI膜中的有机组分，从而减缓含锂层/负极接触界面上电子通路的结构衰退，保持预锂化中的内短路微腐蚀电化学回路畅通，进而提高接触预锂化的反应深度与效率、提高含锂层中活性物质的转化效率至85％以上；同时，降低了惰性锂的形成与产量，有效避免了因惰性锂积聚造成的负极析锂和电池极化增大现象，显著提高了接触预锂化电池的容量保持率和循环稳定性。
附图说明
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本申请实施例1-10和对比例1公开的接触预锂化反应后负极的电化学性能对比图；
图2是本申请实施例1公开的接触预锂化后的负极表面的扫描电子显微镜图；
图3是本申请对比例2公开的接触预锂化后的负极照片。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种及以上，“一个或多个”中的“多个”的含义是两个及以上。
本发明的上述发明内容并不意欲描述本发明中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实施例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
锂离子电池具有能量密度高、环保、无记忆效应等特点，已广泛应用于各个行业。锂离子电池首次充电需要在负极表面生成一层固体电解质界面膜(SEI膜)，对全电池而言，负极表面生成的SEI膜会消耗掉从正极脱嵌的锂离子，导致锂离子电池容量降低。如果能从正极材料外再寻找一个锂源，让SEI膜在形成时消耗外界锂源的锂离子，这样就可以保证正极脱嵌的锂离子不会浪费，最终可提高全电池容量。这个提供外界锂源的过程，就是预锂化。
负极在预锂化过程中，负极表面SEI膜的生长行为及其结构特征与预锂化采用的电解液体系息息相关。若要提高预锂化过程的含锂层的转化率，那么稳定含锂层与负极的接触界面结构是十分必要的。因而，需采用特定的电解液体系来进行接触预锂化反应，然后再将预锂化后的负极组装成电池。
为了更好地利用高容量负极的高比容量优势，并为了进一步提高接触预锂化的效率，以及提高含锂层转化率，开发适合负极接触预锂化的电解液体系十分关键。通过电解液辅助的接触预锂化具有显著的环保意义和价格优势，且对高容量负极的工业化发展极为重要。
本申请第一方面实施例提供一种用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，包括有机溶剂与锂盐，所述有机溶剂包括一元溶剂、二元溶剂、三元溶剂或四元溶剂中的任意一种；所述一元溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和1,3-二氧戊环中的任意一种；所述二元溶剂包括碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环和碳酸丙烯酯中的任意两种组成的混合物；所述三元溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环和碳酸丙烯酯中的任意三种组成的混合物；所述四元溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环和碳酸丙烯酯中的任意四种组成的混合物。
在预锂化过程中，电解液会自发在负极表面还原形成SEI膜，而电解液中的溶剂和锂盐因其不同的性质而具有不同的还原动力学与还原产物，从而对SEI膜的本征性质有主导作用。
在预锂化过程中，电解液中的溶剂成分会还原分解形成有机组分，有机组分的形成与溶剂的含量、种类，以及锂离子的溶剂化结构相关，因而通过调控电解液组成来控制SEI膜中的有机组分含量。
本申请提供的适用于接触预锂化过程的电解液能够调控SEI膜在含锂层/负极接触界面上的生长行为及其物理化学性质、能够降低SEI膜中的有机组分，从而减缓含锂层/负极接触界面上电子通路的结构衰退，保持预锂化中的内短路微腐蚀电化学回路畅通，进而提高接触预锂化的反应深度与效率，提高含锂层中活性物质的转化效率至85％以上；同时，降低了惰性锂的形成与产量，有效避免了因惰性锂积聚造成的负极析锂和电池极化增大现象，显著提高了接触预锂化电池的容量保持率和循环稳定性。
也即，本申请的实施例通过上述溶剂与锂盐的协同作用调控预锂化反应过程中SEI膜在负极层与含锂层接触界面的生长状态，构建具有成膜性差、有机组分少，且生长缓慢的“非理想”SEI膜，从而稳定了负极层与含锂层之间的有效电接触，以便提高预锂化反应效率与反应深度，提高预锂化过程中的含锂层转化率，降低惰性锂的形成与产量，提高预锂化负极的循环性能。
在本申请的实施例中，所述二元溶剂中任一组分的体积占总体积的比例为10～90％。
根据本发明的实施例，二元溶剂中任一组分的含量只有在总体积中占比在10～90％之间时才能很好的发挥两种溶剂各自的作用，并能在预锂化过程中与锂盐一起调控SEI膜在含锂层/负极接触界面上的生长行为与其物理化学性质。
在本申请的实施例中，所述三元溶剂中任一组分的体积占总体积的比例为10～80％。
根据本发明的实施例，三元溶剂中任一组分的含量只有在总体积中占比在10～80％之间时才能发挥三种溶剂各自的作用，并能在预锂化过程中与锂盐一起调控SEI膜在含锂层/负极接触界面上的生长行为与其物理化学性质。
在本申请的实施例中，四元溶剂中任一组分的体积占总体积的比例为5～85％。
根据本发明的实施例，四元溶剂中任一组分的含量只有在总体积中占比在5～85％之间时才能发挥四种溶剂各自的作用，并能在预锂化过程中与锂盐一起调控SEI膜在含锂层/负极接触界面上的生长行为与其物理化学性质。
在本申请的实施例中，所述锂盐的浓度为0.5～2.5mol/L。
根据本发明的实施例，当锂盐的浓度低于0.5mol/L时，电解液的离子导率太低，不利于预锂化反应的进行，此时含锂层转化率偏低，电池的首次库伦效率得不到明显提高。
根据本发明的实施例，当锂盐的浓度高于2.5mol/L时，电解液粘度太高，布里渊反应发生，含锂层转化率偏低，电池的首次库伦效率得不到明显提高。
在本申请的实施例中，所述锂盐的浓度为0.8～2.0mol/L。
根据本发明的实施例，当锂盐的浓度在0.8～2.0mol/L之间时，预锂化反应效果好，首次库伦效率显著提高。
在本申请的实施例中，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂的一种或者多种。
根据本发明的实施例，上述一种或多种锂盐能在预锂化过程中与锂盐一起调控SEI膜在含锂层/负极接触界面上的生长行为及其物理化学性质。
锂离子电池负极的接触预锂化方法
本申请实施例提供的锂离子电池负极的接触预锂化方法包括如下步骤：
将锂离子电池负极浸泡在上述用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液中，以发生预锂化反应，得到预锂化负极。
在本申请的实施例中，锂离子电池负极的表面覆盖有含锂层。
表面覆盖有含锂层的负极浸泡在电解液中，完成预锂化过程，这就保证了在形成过程中消耗的锂离子来自于含锂层，而不是正极。负极预锂化完成后，再与正极组装成电池，正极的锂离子不会因为负极已经形成的SEI膜而丢失，所以电池容量显著提升。
在本申请的实施例中，硅、氧化硅、石墨、硬碳和软碳中的一种或多种。
硅基材料具有理论比容量高的特点，是替代石墨，成为新一代高容量锂离子电池负极材料的选择之一。但是，包含硅基材料负极材料在锂化后普遍存在严重的体积效应，且比表面积较大，因而导致锂离子电池的首次容量衰减十分严重，表现为较低的首次库伦效率，致使正极的锂离子库存产生空缺，降低了锂离子电池的可逆循环容量。接触预锂化是一种提高由硅负极组成的锂离子电池的首次库伦效率、改善电池循环性能的有效方法。
将硅负极浸泡在本申请提供的用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液中，以发生预锂化反应，得到预锂化硅负极；再将上述预锂化后的硅负极与锂正极组装成锂离子电池后，能显著提升电池的首次库伦效率和循环性能。
需要说明的是，包含石墨、硬碳和软碳等其他活性物质的锂离子电池负极的预锂化方法与硅负极的预锂化方法相同、有益效果相当。
实施例
实施例1
本实施例提供一种针对于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，来提高预锂化过程中的含锂层转化率，并降低“死锂”的形成与产量，制备方法包括如下步骤：
配制采用一元溶剂的预锂化电解液，溶剂具体采用碳酸二甲酯，锂盐为六氟磷酸锂，锂盐在电解液中的浓度为1.0mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为85.0％，且负极表面没有发现明显的电子惰性的“死锂”形成(如图2)。全电池的首次库伦效率为98.3％，循环300次后的容量保持率为96.5％。
实施例2
本实施例提供一种针对于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，来提高预锂化过程中的含锂层转化率，并降低“死锂”的形成与产量，制备方法包括如下步骤：
配制采用一元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用碳酸甲乙酯，锂盐为六氟磷酸锂，锂盐在电解液中的浓度为1.2mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为83.2％，全电池的首次库伦效率为97.6％，循环300次后的容量保持率为94.6％。
实施例3
本实施例提供一种针对于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，来提高预锂化过程中的含锂层转化率，并降低“死锂”的形成与产量，制备方法包括如下步骤：
配制采用一元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用碳酸二甲酯，锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂，锂盐在电解液中的浓度为2.0mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中,采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为88.1％，全电池的首次库伦效率为98.6％，循环300次后的容量保持率为95.2％。
实施例4
本实施例提供一种针对于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，来提高预锂化过程中的含锂层转化率，并降低“死锂”的形成与产量，制备方法包括如下步骤：
配制采用二元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用碳酸二乙酯/碳酸二甲酯，体积比为30：70，锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂，锂盐在电解液中的浓度为1.0mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中,采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为86.2％，全电池的首次库伦效率为96.5％，循环300次后的容量保持率为92.1％。
实施例5
本实施例提供一种针对于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，来提高预锂化过程中的含锂层转化率，并降低“死锂”的形成与产量，制备方法包括如下步骤：
配制采用二元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用碳酸二乙酯/碳酸二甲酯，体积比为10：90，锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂，锂盐在电解液中的浓度为1.0mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为90.5％，全电池的首次库伦效率为97.9％，循环300次后的容量保持率为96.3％。
实施例6
本实施例提供一种针对于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，来提高预锂化过程中的含锂层转化率，并降低“死锂”的形成与产量，制备方法包括如下步骤：
配制采用二元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用碳酸甲乙酯/碳酸二甲酯，体积比为50：50，锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂，锂盐在电解液中的浓度为1.5mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为90.3％，全电池的首次库伦效率为98.5％，循环300次后的容量保持率为94.5％。
实施例7
本实施例提供一种针对于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，来提高预锂化过程中的含锂层转化率，并降低“死锂”的形成与产量，制备方法包括如下步骤：
配制采用三元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二甲酯，体积比为10：45：45，锂盐为六氟磷酸锂，锂盐在电解液中的浓度为1.5mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为91.7％，全电池的首次库伦效率为98.2％，循环300次后的容量保持率为96.1％。
实施例8
本实施例提供一种针对于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，来提高预锂化过程中的含锂层转化率，并降低“死锂”的形成与产量，制备方法包括如下步骤：
配制采用三元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二甲酯，体积比为15：50：35，锂盐为双乙二酸硼酸锂，锂盐在电解液中的浓度为0.8mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为88.3％，全电池的首次库伦效率为97.9％，循环300次后的容量保持率为97.2％。
实施例9
本实施例提供一种针对于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，来提高预锂化过程中的含锂层转化率，并降低“死锂”的形成与产量，制备方法包括如下步骤：
配制采用四元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二甲酯/碳酸二乙酯，体积比为5：35：35：25，锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂，锂盐在电解液中的浓度为0.8mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为90.4％，全电池的首次库伦效率为97.8％，循环300次后的容量保持率为96.7％。
实施例10
本实施例提供一种针对于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，来提高预锂化过程中的含锂层转化率，并降低“死锂”的形成与产量，制备方法包括如下步骤：
配制采用四元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二甲酯/1,3-二氧戊环，体积比为5：45：45：5，锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂，锂盐在电解液中的浓度为1.0mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为88.6％，全电池的首次库伦效率为98.1％，循环300次后的容量保持率为97.5％。
对比例
对比例1
将带有含锂层的负极浸润在电池用电解液中进行接触预锂化反应。其中，电池用电解液采用的溶剂为碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯的混合溶剂(体积比为50：50)，锂盐为六氟磷酸锂(浓度为1.0mol/L)。
采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用的电解液与预锂化使用的电解液为同一电解液，并与实施例1相同。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为56.1％，全电池的首次库伦效率为91.2％，循环300次后的容量保持率为75.7％。
对比例2
本对比例配制采用一元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用乙二醇二甲醚，锂盐为六氟磷酸锂(浓度为1.0mol/L)。用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，经过测试发现(如图2)，负极在预锂化过程中发生了严重的溶胀现象，这是由于发生了溶剂分子共同嵌入负极所导致，因而负极粉末在预锂化后大量脱落，失去了测试意义。
对比例3
本对比例配制采用二元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用氟代碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯，体积比为5：95，锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂，锂盐在电解液中的浓度为1.0mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液，并与实施例1相同。
经过测试发现，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为45.3％，全电池的首次库伦效率为87.3％，循环300次后的容量保持率为75.9％。
对比例4
配制采用三元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用氟代碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/1,3-二氧戊环，体积比为5：40：55，锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂，锂盐在电解液中的浓度为1.0mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液，并与实施例1相同。
经过测试发现，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为61.1％，全电池的首次库伦效率为87.4％，循环300次后的容量保持率为65.7％。
对比例5
配制采用四元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用碳酸乙烯酯/氟代碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/1,3-二氧戊环，体积比为3：17：40：40，锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂，锂盐在电解液中的浓度为1.0mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液，并与实施例1相同。
经过测试发现，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为44.2％，全电池的首次库伦效率为71.8％，循环300次后的容量保持率为54.2％。
对比例6
配制采用二元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯，体积比为30：70，锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂，锂盐在电解液中的浓度为4.0mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液，并与实施例1相同。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为41.9％，全电池的首次库伦效率为65.4％。
对比例7
配制采用二元溶剂的预锂化电解液，溶剂采用碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯，体积比为30：70，锂盐为双三氟甲磺酰亚胺锂，锂盐在电解液中的浓度为0.2mol/L。
用该电解液浸泡带有含锂层的负极来发生接触预锂化反应，获得预锂化负极，并组装成电池。其中，采用预锂化负极和金属锂电极组装的电池为半电池，由预锂化负极和磷酸铁锂正极组装的电池为全电池，半电池和全电池使用同一电解液，并与实施例1相同。
经过测试发现(如图1)，接触预锂化反应结束后，半电池测得的含锂层转化率为20.9％，全电池的首次库伦效率为55.7％。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，其特征在于，包括有机溶剂与锂盐，所述有机溶剂包括一元溶剂、二元溶剂、三元溶剂或四元溶剂中的任意一种；
所述一元溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和1,3-二氧戊环中的任意一种；
所述二元溶剂包括碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环和碳酸丙烯酯中的任意两种组成的混合物；
所述三元溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环和碳酸丙烯酯中的任意三种组成的混合物；
所述四元溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、1,3-二氧戊环和碳酸丙烯酯中的任意四种组成的混合物。
2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，其特征在于，所述二元溶剂中任一组分的体积占总体积的比例为10～90％。
3.根据权利要求1所述的用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，其特征在于，所述三元溶剂中任一组分的体积占总体积的比例为10～80％。
4.根据权利要求1所述的用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，其特征在于，所述四元溶剂中任一组分的体积占总体积的比例为5～85％。
5.根据权利要求1所述的用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，其特征在于，所述锂盐的浓度为0.5～2.5mol/L。
6.根据权利要求1所述的用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，其特征在于，所述锂盐的浓度为0.8～2.0mol/L。
7.根据权利要求1所述的用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种或多种。
8.一种锂离子电池负极的接触预锂化方法，其特征在于，包括如下步骤：
将锂离子电池负极浸泡在如权利要求1～7任一项所述的用于锂离子电池负极接触预锂化的电解液中，以发生预锂化反应，得到预锂化负极。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池负极的接触预锂化方法，其特征在于，所述锂离子电池负极的表面覆盖有含锂层。
10.根据权利要求8所述的锂离子电池负极的接触预锂化方法，其特征在于，所述锂离子电池负极的活性物质包括硅、氧化硅、石墨、硬碳和软碳中的一种或多种。
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