專利名稱：一種提高鋰離子電池容量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及蓄電池，特別是鋰離子電池。
背景技術(shù)：
鋰離子作為綠色高能電源在十幾年來受到廣泛關(guān)注，它具有能量高、循環(huán)性好和低放電的特點(diǎn)。為了充分發(fā)揮鋰離子電池的性能特點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)研究者對(duì)鋰離子電池進(jìn)行積極的研究。在鋰離子電池首次充放電過程中，電極材料和電解液在液固相界上發(fā)生反應(yīng)，形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層，鈍化層具有固體電解質(zhì)的特性，因此，這層膜也稱為SEI膜，即Solid electrolyte interphase(固體電解質(zhì)相界面)。SEI膜是在非水溶劑中，堿金屬與有機(jī)電解液反應(yīng)而形成的覆蓋在表面的薄層。SEI膜具不溶性，使堿金屬在有機(jī)溶劑中鈍化，并且堿金屬陽離子可以自由進(jìn)出SEI膜，溶劑分子卻無法穿越SEI層，而在鋰嵌入碳材料的過程也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的固態(tài)型電解質(zhì)界面。鈍化層的形成對(duì)鋰離子電池的性能產(chǎn)生重要的影響，使得首次充放電不可逆容量增加，減小了鋰離子電池的能量。
技術(shù)內(nèi)容本申請(qǐng)的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，通過對(duì)電池材料的改進(jìn)，改善電池不可逆容量損失，提高電容量。
本申請(qǐng)的方案是在鋰離子電池負(fù)極材料上預(yù)先反應(yīng)沉積一層固體電解質(zhì)層(SEI)。用該材料組裝成電池后，在首次使用-充電循環(huán)中隔絕了負(fù)極材料與電解質(zhì)的接觸，減少鈍化層的形成，鈍化層將不再在固體電解質(zhì)膜上生長(zhǎng)，消除了鋰離子電池不可逆容量，從而提高了電容量。
反應(yīng)沉積固體電解質(zhì)層，可用電化學(xué)的方法，也可用普通化學(xué)反應(yīng)沉積的方法，電解液或反應(yīng)沉積液采用的電解質(zhì)與電池的電解質(zhì)相同。
例如在干燥(相對(duì)濕度小于3％)的真空電化學(xué)容器中放入用LiPF6(EC+DEC)電解質(zhì)配置的電解液，以石墨材料為正極，鋰片為負(fù)極，通上直流電流，電流大小視材料的多少而定，在通電-放電過程中，石墨材料和鋰片表面反應(yīng)沉積形成固體電解質(zhì)膜。將上述反應(yīng)沉積固體電解質(zhì)膜的石墨材料或鋰片作為負(fù)極組裝成鋰離子電池，成為一種高容量的電池。
電解液還可采用LiClO4或LiAsF6或LiBF4作為溶質(zhì)，PC或DME或EC或DC或DMC作為溶劑進(jìn)行配制。
上述溶質(zhì)采用其中一種；上述溶劑可采用其中一種，也可以兩種或兩種以上混和使用。
權(quán)利要求
1.一種提高鋰離子電池容量的方法，其特征是在電池負(fù)極材料上預(yù)反應(yīng)沉積一層固體電解質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是電解液采用LiClO4或LiPF6或LiAsF6或LiBF4作為溶質(zhì)，PC或DME或EC或DC或DMC或DEC作為溶劑進(jìn)行配制。
全文摘要
一種提高鋰離子電池容量的方法，其特征是在負(fù)極材料上預(yù)反應(yīng)沉積一層固體電解質(zhì)，首先在負(fù)極材料上通過電化學(xué)方法或化學(xué)方法在材料表面反應(yīng)沉積形成固體電解質(zhì)膜(SEI)。把反應(yīng)沉積SEI膜的材料與各種其它材料組裝成鋰離子電池后，在循環(huán)中由于隔絕了負(fù)極材料與電解質(zhì)的接觸，減少鈍化層的形成，這將減少或完全消除鋰離子電池不可逆容量。因此，通過該方法組裝的電池具有高容量的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M10/38GK1606188SQ20041002381
公開日2005年4月13日 申請(qǐng)日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者谷亦杰 申請(qǐng)人:谷亦杰