(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111489457.X (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 惠州亿纬锂能股份有限公司 地址 516006 广东省惠州市仲恺高新区惠 风七路38号 (72)发明人 徐晓霞　冀亚娟　谢英朋　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 赵颖 (51)Int.Cl. H01M 4/139(2010.01) H01M 4/13(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/42(2006.01) (54)发明名称 一种负极片化学补锂 装置及其补锂方法 (57)摘要 本发明提供了一种负极片化学补锂装置及 其补锂方法， 所述负极片化学补锂装置包括依次 连接的放卷装置、 化学补锂装置、 清洗装置、 烘烤 装置和收卷装置， 所述负极片化学补锂装置用于 石墨负极片或石墨/硅复合负极片的化学预锂 化。 在本发明中， 负极片化学补锂装置用化学锂 化试剂进行补锂， 补锂均匀性较好， 可避免锂离 子在充放电过程局部析锂风险， 装置简易， 对设 备要求较低， 且补锂区无需人操作， 补偿了石墨 和石墨/硅复合极片首次充电过程中SEI膜的损 耗， 极大地提高了补锂技术制成过程中的安全性 能、 电池的首效和能量密度， 可 以实现负极化学 批量补锂生产。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 114203971 A 2022.03.18 CN 114203971 A 1.一种负极片化学补锂装置， 其特征在于， 所述负极片化学补锂装置包括依次连接的 放卷装置、 化学补锂 装置、 清洗装置、 烘烤 装置和收卷装置； 所述负极片化学补锂 装置用于石墨负极片或石墨/ 硅复合负极片的化学 预锂化。 2.根据权利要求1所述负极片化学补锂装置， 其特征在于， 所述清洗装置上方设置有旋 转喷洗装置， 所述旋转喷洗装置用于带动溶剂流动以去除负极片表面的残留试剂。 3.根据权利要求2所述负极片化学补锂装置， 其特征在于， 所述化学补锂装置包括第 一 容器， 所述清洗装置包括第二容器， 所述第一容器或/和所述第二容器的剖面呈双向梯形结 构； 优选地， 所述第一 容器或/和所述第二 容器的剖面呈双向梯形斜 面结构； 优选地， 所述第一 容器或/和所述第二 容器的内部设置有填充物。 4.一种负极片化学补锂方法， 其特征在于， 所述负极片化学补锂方法采用权利要求3所 述负极片化学补锂 装置进行， 包括以下步骤： (1)在所述 化学补锂 装置的第一 容器中加入 锂化试剂， 用于实现化学补锂； (2)在所述清洗装置的第二容器和所述旋转喷洗装置的喷枪中加入清洗试剂， 用于负 极片的双面清洗； (3)将负极片由放卷装置放卷， 依次经过化学补锂装置、 清洗装置和旋转喷洗装置之 间、 烘烤装置， 再由收卷装置进行收卷。 5.根据权利要求4所述负极化学补锂方法， 其特征在于， 步骤(1)所述锂化试剂的组分 包括芳香烃类锂盐和带有支 链的环状醚类； 优选地， 所述芳香烃类锂盐为锂萘、 锂联苯或芳香烃衍生物的任意一种或至少两种及 以上的组合。 6.根据权利要求4所述负极化学补锂方法， 其特征在于， 步骤(2)所述清洗试剂为带有 支链的环状醚类。 7.根据权利要求5或6所述负极化学补锂方法， 其特征在于， 所述带有支链的环状醚类 包括甲基四氢呋喃、 二甲基四氢呋喃、 乙基四氢呋喃、 二乙基四氢呋喃或环戊基甲醚的任意 一种或至少两种及以上的组合。 8.根据权利要求4所述负极化学补锂方法， 其特征在于， 步骤(3)所述化学补锂装置的 使用环境 为露点‑50℃。 9.根据权利要求4所述负极化学补锂方法， 其特征在于， 步骤(3)所述化学补锂装置中 的化学预锂化时间为0.2 ‑30min； 优选地， 所述 化学预锂化时间为0.2 ‑10min。 10.根据权利要求 4‑9任一所述负极化学补锂方法制得的化学补锂负极片。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114203971 A 2一种负极片化学补锂装 置及其补锂方 法 技术领域 [0001]本发明属于锂离子电池技术领域， 涉及负极片的补锂设计， 尤其涉及一种负极片 化学补锂 装置及其补锂方法。 背景技术 [0002]锂离子由于具备能量密度高、 清洁环 保， 循环稳定性能良好等优点， 已经广泛地应 用于电动汽车领域。 近年来， 在电极材料、 电芯设计和结构设计方面的工作已经极大地提升 了锂离子电池的能量密度， 电极材料容量的发挥 已经接近理论值。 在商品化的磷酸铁锂 (LFP)/石墨(C)锂离子电池体系中， 磷酸铁锂正极负责提供 活性锂离子， 首次库伦效率在96 ～98％之间， 活性锂离子嵌入石墨负极， 石墨首次库伦效率在93％左右， 其中主要 是首次充 电过程中负极S EI膜的形成增加了活性锂离子的不可逆损耗， 降低了正极活性锂的利用率， 影响了容量的充分发挥， 降低了电池的能量密度。 因此对负极进 行预锂化， 提升负极材料的 首次库伦效率对进一 步提升锂离 子电池能量密度具有重大意 义。 [0003]CN107658 428A公开了一种锂离子电池负极极片补锂装置及补锂方法。 通过将带状 锂源、 固体电解质和待补锂负极极片贴合， 贴合时使带状固体电解质位于带状锂源和带状 待补锂负极极片之间， 然后分别将带状锂源与电源正极电连接、 将待补锂负极极片与电源 负极电连接， 依靠正、 负极之间的电化学反应， 使锂源的锂离子穿过固体电解质向待补 锂负 极极片移动、 在待补锂负极极片上得电子还原， 生成金属锂， 从而实现补锂。 该发明通过电 池原理实现对负极极片补锂， 相对于容易断带 的超薄锂带压合补锂、 需要解决烘干 问题的 使用电解液补锂、 对颗粒均匀 性要求较高的锂粉补锂等三种技术而言， 该技术不仅工序简 单高效， 而且加工出的产品的质量较高， 具有广阔的应用前 景。 [0004]CN110459 731A公开了一种锂离子电池负极极片补锂装置及补锂方法， 包括放卷装 置、 收卷装置、 盛放离子液体电解液的电解液槽和至少一个供锂装置， 供锂装置 设置在电解 液槽内并浸润在离子液体电解液中， 待补锂的负极极片的一端卷绕在放卷装置上， 另一端 穿过供锂装置卷绕在收卷装置上， 供锂装置包括金属锂源、 锂离子导体片和集流板， 金属锂 源设置在锂离子导体片和集流板之 间并与锂离子导体片和集流板面接触， 待补 锂的负极极 片位于锂离子导体片远离金属锂源的一侧， 集流板电连接电源正极， 待补锂的负极极片电 连接电源负极。 所述补锂 装置简单有效、 补锂均匀且安全可靠 。 [0005]CN207398276U公开了一种锂离子电池负极极片双面补锂装置， 包括极片收、 放卷 机构， 两套电解质收、 放卷机构， 两套锂源收、 放卷机构， 带状待补 锂负极极片的两侧由内而 外依次为带状固体电解质和带状锂源， 补锂装置还包括将带状锂源、 固体电解质和待补锂 负极极片贴合的贴合辊， 补 锂装置还包括与带状锂源电连接的正极供电件以及与待补 锂负 极极片电连接的负极供电件。 该实用新型提供一种锂离子电池负极极片双面补锂的新技 术， 通过电池原理实现对负极极片补 锂， 相对于容易断带的超薄锂带压合补 锂、 需要解决烘 干问题的使用电解液补锂、 对颗粒均匀 性要求较高的锂粉补锂等三种技术而言， 工序简单 高效， 而且加工出的产品的质量较高， 具有广阔的应用前 景。说　明　书 1/6 页 3 CN 114203971 A 3