本技术属于锂离子电池领域,公开了一种锂浆料的制备方法及其产物与应用,浆料的制备方法是使用由刻蚀剂和钝化剂混合形成的混合有机溶剂,通过将含有锂金属的材料分散于该混合有机溶剂中,利用刻蚀剂刻蚀含有锂金属的材料内的晶粒晶界,并利用钝化剂钝化晶粒表面,从而得到含有稳定的微米级和/或纳米级含锂颗粒的浆料,刻蚀剂和钝化剂选自特定的有机溶剂。本发明采用有机溶剂对含有锂金属的材料进行刻蚀和钝化反应得到含锂颗粒的浆料,颗粒尺寸均匀且可控。本发明得到的含锂颗粒浆料可以用于电极预锂化、锂金属基电极和锂基固态电极的制备,从而提高锂二次电池的能量密度和循环寿命。
背景技术
锂离子电池具有高能量密度高和长循环寿命等众多优点,被广泛运用于数码产品、电动运输以及无线通信。但是,锂离子电池负极材料在首次充放电过程中会与电解液发生副反应形成固态电解质界面(SEI),导致活性锂的损失,从而降低电池的能量密度。目前,针对锂损失的问题,预锂化技术得到大力发展,即在锂离子电池中引入额外的活性锂,补偿不可逆活性锂损失,提高锂离子电池的能量密度。其中,采用锂金属粉末直接进行接触预锂化具有操作简单、利用率高、利于工业化的优点。但是目前商业锂粉的成本高、安全性差和分散困难,限制了锂粉的进一步应用。目前,缺少一种低成本、高效率、高安全、操作简单、能耗低、可大规模制备的补锂剂。
中国专利CN103943825A公开了一种锂离子电池电极的锂元素补充方法,虽然它具体公开了“制备能溶解金属锂的溶剂,溶解金属锂形成锂溶液”,但是其原理是利用芳香族碳氢化合物和溶剂形成混合溶液后才能溶解锂金属,其中芳烃等物质具有较强的亲电子作用,与锂形成锂-芳烃化合物,这是典型的化学预锂化原理,其中溶剂无法溶解锂金属。该混合溶液使用时,溶剂容易去除,但是会存在芳香烃的残留,对电极造成副反应。中国专利CN113300051A公开了一种锂离子电池极片和隔膜的复合方法及锂离子电池,虽然它具体公开了“将所述锂粉均匀混合在所述溶剂中,得到锂粉混合物;在所述溶剂的熔化状态下,将所述锂粉混合物涂覆在所述负极片表面”,但是,所采用的商业锂粉一般为数十微米的粒径并且存在惰性碳酸锂层,在使用时无法和电极直接反应,需要压力活化来促进锂粉与电极的反应。并且已有研究表明,大颗粒的锂粉无法与电极的活性颗粒(数微米粒径)紧密接触,无法实现均匀的预锂化效果(可详见:静若盈等,锂离子电池稳定金属锂粉预锂化策略研究进展,《化学试剂》,2024,46(07):66-74.)。
实现思路