CN114975978A - 一种硅材料外部补锂的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种硅材料外部补锂的方法及装置,方法包括以下步骤:提供容器,容器中的空间经隔膜分隔成两部分。在隔膜的两侧分别放置硅材料和富锂材料。向容器中注入电解液,并使得电解液浸没硅材料和富锂材料。将容器与空气隔离。在隔膜的两侧分别放置一个集流体,并使得两个集流体均浸入电解液中,且将与硅材料位于隔膜的同一侧的集流体接于电源的负极,将与富锂材料位于隔膜的同一侧的集流体接于电源的正极。在电源的两端施加电压,使得锂离子从富锂材料端流向硅材料,实现硅材料外部补锂。本申请的方法采用电化学方法进行补锂,设备简单,补锂成本低,方便操作。
Description
技术领域
本申请涉及化工制造领域,尤其涉及一种硅材料外部补锂的方法及装置。
背景技术
为了充分发挥硅负极的使用特点,需要对硅负极材料进行外部补锂,人们发展出各种方法,然而低成本对硅负极材料进行补锂,仍然是人们努力追求的技术方向。
发明内容
本申请提供一种硅材料外部补锂的方法及装置,能够低成本地实现硅材料外部补锂。
本申请提供了一种硅材料外部补锂的方法,包括以下步骤:提供容器,容器中的空间经隔膜分隔成两部分。在隔膜的两侧分别放置硅材料和富锂材料。向容器中注入电解液,并使得电解液浸没硅材料和富锂材料。将容器与空气隔离。在隔膜的两侧分别放置一个集流体,并使得两个集流体均浸入电解液中,且将与硅材料位于隔膜的同一侧的集流体接于电源的负极,将与富锂材料位于隔膜的同一侧的集流体接于电源的正极。在电源的两端施加电压,使得锂离子从富锂材料端流向硅材料,实现硅材料外部补锂。
在其中一些实施例中,将容器置于保护气氛中。
在其中一些实施例中,硅材料经第一传送带传送至容器中。
在其中一些实施例中,富锂材料经第二传送带传送至容器中。
在其中一些实施例中,富锂材料为磷酸铁锂时,电源的电压为3.2伏。
在其中一些实施例中,富锂材料为碳酸锂时,电源的电压为2.9伏。
本申请还提供了一种硅材料外部补锂的装置,包括容器、隔膜、电解液和集流体。隔膜将容器中的空间分隔成两部分。电解液注入容器中。集流体包括两个,两个集流体分别置于隔膜的两侧,并均浸入电解液中,两个集流体分别接于电源的正极和负极。
在其中一些实施例中,装置还包括第一传送带,第一传送带将硅材料传送至容器中,并与负极连接的集流体位于隔膜的同一侧。
在其中一些实施例中,装置还包括第二传送带,第二传送带将富锂材料传送至容器中,并与正极连接的集流体位于隔膜的同一侧。
在其中一些实施例中,装置包括多个,各装置中的接于正极的集流体串联连接,接于负极的集流体串联连接。
与现有技术相比,本申请具有如下有益效果:
本申请的方法采用电化学方法进行补锂,设备简单,补锂成本低,方便操作。
附图说明
图1为本申请实施例中硅材料外部补锂的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本申请实施例中的技术方法进行清晰、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
参阅图1,本申请的实施例提供了一种硅材料3外部补锂的方法,包括以下步骤:
步骤一、提供一个容器1,该容器1中的空间经隔膜2分隔成两部分,可以分别记为第一部分和第二部分。
上述步骤中,容器1限定出上部敞开的空腔,构成容器1中的空间。空腔可以在图示的前后方向上具有一定长度。隔膜2可以为竖直设置,且可以位于容器1在图示的左右方向上的中间位置,从而使得容器1中的第一部分和第二部分的大小相等。隔膜2可以在图示的前后方向上具有一定长度,从而使得容器1中的第一部分和第二部分均为条状。
步骤二、在隔膜2的两侧分别放置硅材料3和富锂材料4,也可以说,在隔膜2一侧的第一部分放置硅材料3,在隔膜2另一侧的第二部分放置富锂材料4。
上述步骤中,硅材料3可以经第一传送带传送至容器1中的第一部分中。第一传动带5的传送方向(也可以说长度方向)可以与容器1中的条状的第一部分的长度方向相同。富锂材料4可以经第二传送带6传送至第二部分中。第而传动带的传送方向(也可以说长度方向)可以与容器1中的条状的第二部分的长度方向相同。上述设置便于批量生产。
步骤三、向容器1中注入电解液7,并使得电解液7完全浸没硅材料3和富锂材料4。
步骤四、将容器1与空气隔离。
上述步骤中,可以将容器1置于保护气氛中。
步骤五、在隔膜2的两侧分别放置一个集流体9,也可以说,在容器1中的第一部分和第二部分分别放置一个集流体9,并使得两个集流体9均浸入电解液7中,且将与硅材料3位于隔膜2的同一侧的集流体9接于电源10的负极,也可以说,将容器1中的第一部分中的集流体9接于电源10的负极,将与富锂材料4位于隔膜2的同一侧的集流体9接于电源10的正极,也可以说,将容器1中的第二部分中的集流体9接于电源10的正极。在电源10的两端施加电压,使得锂离子从富锂材料4端流向硅材料3,实现硅材料3外部补锂。
上述步骤中,富锂材料4为磷酸铁锂时,电源10的电压为3.2伏。富锂材料4为碳酸锂时,电源10的电压为2.9伏。两个集流体9可以分别位于容器1中的条状的第一部分和第二部分的宽度方向上的中间位置,同时可以分别位于容器1中的条状的第一部分和第二部分的长度方向上的中间位置,也可以分别位于容器1中的条状的第一部分在第一传送带的传送方向上的最上游位置和第二部分在第二传送带6的传送方向上的最上游位置。
参阅图1,本申请的实施例还提供了一种硅材料3外部补锂的装置,包括容器1、隔膜2、电解液7和集流体9。
容器1限定出上部敞开的空腔,构成容器1中的空间。空腔可以在图示的前后方向上具有一定长度。
隔膜2将容器1中的空间分隔成两部分,可以分别记为第一部分和第二部分,第一部分放置硅材料3,第二部分放置富锂材料4。
隔膜2可以为竖直设置,且可以位于容器1在图示的左右方向上的中间位置,从而使得容器1中的第一部分和第二部分的大小相等。隔膜2可以在图示的前后方向上具有一定长度,从而使得容器1中的第一部分和第二部分均为条状。
电解液7注入容器1中,并完全浸没硅材料3和富锂材料4。
集流体9包括两个,两个集流体9分别置于隔膜2的两侧,也可以说,两个集流体9分别置于容器1中的第一部分和第二部分,并均浸入电解液7中,两个集流体9分别接于电源10的正极和负极。两个集流体9可以分别位于容器1中的条状的第一部分和第二部分的宽度方向上的中间位置,同时可以分别位于容器1中的条状的第一部分和第二部分的长度方向上的中间位置,也可以分别位于容器1中的条状的第一部分在下述第一传送带的传送方向上的最上游位置和第二部分在下述第二传送带6的传送方向上的最上游位置。
装置可以还包括第一传送带,第一传送带将硅材料3传送至容器1中,并与负极连接的集流体9位于隔膜2的同一侧,也可以说,与负极连接的集流体9位于隔膜2一侧的第一部分。第一传动带5的传送方向(也可以说长度方向)可以与容器1中的条状的第一部分的长度方向相同。
装置可以还包括第二传送带6,第二传送带6将富锂材料4传送至容器1中,并与正极连接的集流体9位于隔膜2的同一侧,也可以说,与正极连接的集流体9位于隔膜2另一侧的第二部分。第二传动带的传送方向(也可以说长度方向)可以与容器1中的条状的第二部分的长度方向相同。
装置可以包括多个,各装置中的接于正极的集流体9串联连接,接于负极的集流体9串联连接。上述设置便于批量生产。
以上显示和描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解,本申请不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理,在不脱离本申请精神和范围的前提下,本申请还会有各种变化和改进,本申请要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对本申请保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本申请作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本申请技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种硅材料外部补锂的方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供容器,所述容器中的空间经隔膜分隔成两部分;
在所述隔膜的两侧分别放置硅材料和富锂材料;
向所述容器中注入电解液,并使得所述电解液浸没所述硅材料和所述富锂材料;
将所述容器与空气隔离;
在所述隔膜的两侧分别放置一个集流体,并使得两个所述集流体均浸入所述电解液中,且将与所述硅材料位于所述隔膜的同一侧的所述集流体接于电源的负极,将与所述富锂材料位于所述隔膜的同一侧的所述集流体接于所述电源的正极;
在所述电源的两端施加电压,使得锂离子从所述富锂材料端流向所述硅材料,实现硅材料外部补锂。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
将所述容器置于保护气氛中。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述硅材料经第一传送带传送至所述容器中。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述富锂材料经第二传送带传送至所述容器中。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述富锂材料为磷酸铁锂时,所述电源的电压为3.2伏。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述富锂材料为碳酸锂时,所述电源的电压为2.9伏。
7.一种硅材料外部补锂的装置,其特征在于,包括:
容器;
隔膜,将所述容器中的空间分隔成两部分;
电解液,注入所述容器中;
集流体,包括两个,两个所述集流体分别置于所述隔膜的两侧,并均浸入所述电解液中,两个所述集流体分别接于电源的正极和负极。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,还包括:
第一传送带,将硅材料传送至容器中,并与所述负极连接的所述集流体位于所述隔膜的同一侧。
9.如权利要求7所述的装置,其特征在于,还包括:
第二传送带,将富锂材料传送至容器中,并与所述正极连接的所述集流体位于所述隔膜的同一侧。
10.如权利要求7所述的装置,其特征在于,
所述装置包括多个,各所述装置中的接于所述正极的所述集流体串联连接,接于所述负极的所述集流体串联连接。
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