0-0.2V，再充電至0.5-3V，反復(fù)多次直到循環(huán)穩(wěn)定；所述放電過程的電流為0.001-0.5C范圍內(nèi)的一個(gè)恒定值，所述充電過程電流為0.01-1C范圍內(nèi)的一個(gè)恒定值。
[0021]一種鋰離子電池負(fù)極補(bǔ)鋰裝置，包括上基板、下基板，上、下基板用軸連接；上、下基板均嵌有絕緣板，絕緣板內(nèi)刻槽并將集流體鋪設(shè)其中，集流體與外界通過極耳緊密連接；下基板的極耳接正極，上基板的極耳接負(fù)極；工作電極緊貼在下基板中集流體之上，工作電極上浸潤少量電解液后，隔膜鋪在工作電極上；對(duì)電極置于上基板的集流體上；在下基板邊緣，絕緣板外設(shè)有密封槽，密封槽中放置密封圈；通過緊固部件可將上、下基板嚴(yán)密地扣合在一起，避免外界水分和空氣進(jìn)入內(nèi)部。
[0022]所述的基板可以是各種金屬材料、碳材料、高分子塑料或樹脂等現(xiàn)有可加工材料制成；
[0023]所述的絕緣板為各種絕緣材料，如聚氟乙烯板，聚氯乙烯塑料等等；
[0024]所述的集流體為薄膜狀導(dǎo)電材料，如常見的銅箔或鋁箔；
[0025]所述的極耳為常見的導(dǎo)線如銅線、鋁線或其他導(dǎo)線，極耳與集流體緊密連接；
[0026]所述的軸為機(jī)器、儀器或部件設(shè)計(jì)中常用的各種軸，用于連接上、下基板；
[0027]所述的密封圈可以是橡膠圈、石墨墊片或者其他可以起到密封作用的材料；
[0028]所述的隔膜為聚苯乙烯或聚苯丙烯等高分子制備的多孔膜材料，允許鋰離子通過而不允許電子通過；
[0029]所述的對(duì)電極為鋰箔或鋰合金，或者表面有包覆層的鋰箔等；
[0030]所述的緊固部件的形式可以有多種，可以是法蘭式、扣式或螺絲-螺母等可以起到緊固作用的部件。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的電極材料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如庫倫效率、可逆容量和循環(huán)性能等設(shè)計(jì)并組裝電池，采用本發(fā)明中提供的專用補(bǔ)鋰裝置，通過對(duì)負(fù)極片進(jìn)行化成-再組裝的工藝，將前幾次循環(huán)分割開，即將前幾次的循環(huán)消耗的鋰離子由鋰片等對(duì)電極提供，實(shí)際電池中的電極已經(jīng)是循環(huán)穩(wěn)定、庫倫效率在98%以上的電極了，如此可消除鋰離子電池中電極不可逆容量帶來的不良影響，實(shí)現(xiàn)減少電極材料浪費(fèi)和提高電池能量密度等性能的目的。同時(shí)，本發(fā)明基于上述工藝過程和專用裝置可以將首次庫倫效率低的負(fù)極材料和前幾次庫倫效率低或不穩(wěn)定但比容量較高、循環(huán)性能好的負(fù)極材料推廣使用。
【附圖說明】
[0032]圖1可重復(fù)利用補(bǔ)鋰裝置(a)為側(cè)面-打開圖，(b)為側(cè)面-閉合圖，(C)為下基板俯視圖。圖中:1-2是上基板、1-1是下基板，2是絕緣板，3是集流體，4是極耳，5是軸，6是密封圈，7是工作電極，8是隔膜，9是對(duì)電極，10是緊固部件。
[0033]圖2測(cè)試示意圖
[0034]圖3—種硅碳復(fù)合物作為負(fù)極材料的循環(huán)性能
[0035]圖4一種Co3O4-C復(fù)合物作為負(fù)極材料的循環(huán)性能
[0036]圖5 —種Sn02_CNT復(fù)合物作為負(fù)極材料的循環(huán)性能
[0037]圖6—種Fe3O4-GF復(fù)合物作為負(fù)極材料的循環(huán)性能
【具體實(shí)施方式】
[0038]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0039]圖1所示的補(bǔ)鋰裝置，圖中:(a)為打開狀態(tài)的補(bǔ)鋰裝置主視示意圖，(b)為閉合狀態(tài)的補(bǔ)鋰裝置主視示意圖，(c)為下基板俯視示意圖。上、下基板為圓形，包括10種主要部件，各部件的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系如下:所有部件均在上、下基板之上，上、下基板靠軸5連接，并可以嚴(yán)密地扣在一起(圖1b)，其中密封圈6起到密封作用，緊固部件10可以將此裝置較好地封裝起來，避免外界水分和空氣進(jìn)入補(bǔ)鋰裝置內(nèi)部；上、下基板均嵌有絕緣板2，絕緣板2內(nèi)刻槽并將集流體3鋪設(shè)其中，集流體3與外界通過極耳4連接，下基板1-1對(duì)應(yīng)的是正極，上基板1-2對(duì)應(yīng)的是負(fù)極；將工作電極7緊貼在下基板1-1中集流體3之上，吸取少量的電解液滴在工作電極7上，浸潤后，將隔膜8鋪在工作電極7上；對(duì)電極置于上基板
1-2的集流體3之上，所有部件放置到位后即可將此裝置閉合，緊固。
[0040]實(shí)施例1
[0041]將以磷酸鐵鋰為正極活性物質(zhì)按傳統(tǒng)方法制備的正極、以硅碳復(fù)合物為負(fù)極活性物質(zhì)按傳統(tǒng)方法制備的負(fù)極片作為工作電極分別與鋰片(對(duì)電極)、電解液、隔膜一起，采用可重復(fù)利用補(bǔ)鋰裝置(見圖1)，在氬氣氣氛保護(hù)下，按照?qǐng)D示將各組成一一安放好，組裝成模擬電池，對(duì)該模擬電池進(jìn)行化成:將模擬電池以0.0lC的電流密度放電至0.01V，然后將放電后的模擬電池以0.05C的電流密度充電至2V，反復(fù)多次直到循環(huán)穩(wěn)定；然后在氬氣氣體保護(hù)下，將已經(jīng)化成好的負(fù)極片從補(bǔ)鋰裝置中取出，經(jīng)過干燥處理，將計(jì)算好的正極片和處理過的負(fù)極片按容量進(jìn)行匹配并與隔膜組裝成電極組，將該電極組和電解液封裝在電池殼體內(nèi)，得到完整電池。
[0042]采用模擬電池對(duì)負(fù)極材料進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試(如圖2所示)可知，根據(jù)測(cè)試結(jié)果(如圖3所示)該碳硅復(fù)合物作為負(fù)極材料時(shí)前7個(gè)循環(huán)容量在降低，庫倫效率逐漸增加，在隨后的循環(huán)中，一直保持穩(wěn)定。本實(shí)施例中，磷酸鐵鋰的比容量為140mAh/g，單片負(fù)極含有Ig的活性物質(zhì)，根據(jù)模擬電池實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，如果直接用未按本發(fā)明提供的方法進(jìn)行化成處理的電極片進(jìn)行電池的組裝，需要磷酸鐵鋰的質(zhì)量為15.32g，才能滿足前期不可逆容量的消耗，而如果采用我們的發(fā)明提供的方法，經(jīng)過前7次循環(huán)后，將循環(huán)穩(wěn)定了的電極片組裝電池，則只需要正極材料6.36g，由此可見有大量的，甚至超過實(shí)際發(fā)揮作用量的正極材料被浪費(fèi)了。而采用本發(fā)明提供的方法預(yù)處理負(fù)極材料后，只需要按穩(wěn)定值計(jì)算正極材料用量就可以了，所有的正極材料都用于可逆的循環(huán)。如此將大大減少正極材料的浪費(fèi)，電池的各種性能也將得到大幅提高。
[0043]實(shí)施例2
[0044]將以鈷鐵鋰為正極活性物質(zhì)按傳統(tǒng)方法制備的正極、以三氧化鈷-碳Co3O4-C復(fù)合物為負(fù)極活性物質(zhì)按傳統(tǒng)方法制備的負(fù)極片作為工作電極分別與鋰片(對(duì)電極)、電解液、隔膜一起，采用可重復(fù)利用補(bǔ)鋰裝置(附圖1)，在氬氣氣氛保護(hù)下，按照?qǐng)D示將各組成一一安放好，組裝成模擬電池，對(duì)該模擬電池進(jìn)行化成:將模擬電池以0.1C的電流密度放電至0V，然后將放電后的模擬電池以0.5C的電流密度充電至3V，反復(fù)多次直到循環(huán)穩(wěn)定；然后在氬氣氣體保護(hù)下，將已經(jīng)化成好的電極片從補(bǔ)鋰裝置中取出，經(jīng)過干燥處理，將計(jì)算好的正極片和處理過的負(fù)電極片按容量進(jìn)行匹配并與隔膜組裝成電極組，將該電極組和電解液封裝在電池殼體內(nèi)，得到完整電池。
[0045]采用模擬電池對(duì)負(fù)極材料進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試(如圖2所示)可知，根據(jù)測(cè)試結(jié)果(如圖4所示)該Co3O4-C復(fù)合物作為負(fù)極材料時(shí)前4個(gè)循環(huán)容量在降低，庫倫效率逐漸增加，在隨后的循環(huán)中，一直保持穩(wěn)定。本實(shí)施例中，鈷酸鋰的比容量為160mAh/g，單片負(fù)極含有Ig的活性物質(zhì)，根據(jù)模擬電池實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，如果直接用未按本發(fā)明提供的方法進(jìn)行化成處理的電極片進(jìn)行電池的組裝，需要鈷酸鋰的質(zhì)量為8.44g，才能滿足前期不可逆容量的消耗，而如果采用我們的發(fā)明提供的方法，經(jīng)過前4次循環(huán)后，將循環(huán)穩(wěn)定了的電極片組裝電池，則只需要正極材料5g，由此可見有大量的正極材料被浪費(fèi)了。而采用本發(fā)明提供的方法預(yù)處理負(fù)極材料后，只需要按穩(wěn)定值計(jì)算正極材料用量就可以了，所有的正極材料都用于可逆的循環(huán)。如此將大大減少正極材料的浪費(fèi)，電池的各種性能也將得到大幅提高。
[0046]實(shí)施例3
[0047]將以三元材料為正極活性物質(zhì)按傳統(tǒng)方法制備的正極、以Sn02_CNT復(fù)合物為負(fù)極活性物質(zhì)按傳統(tǒng)方法制備的負(fù)極片作為工作電極分別與鋰片(對(duì)電極)、電解液、隔膜一起，采