一种柔性复合金属锂薄膜的制备方法及锂离子电池

摘要

本发明涉及一种柔性复合金属锂薄膜的制备方法及锂离子电池，柔性复合金属锂薄膜以重量百分比计，包括以下组分：聚合物3%~30%，导电剂1%~30%，金属锂和/或锂合金40%~96%。本发明提供的柔性复合金属锂薄膜相比于单纯的金属锂箔，柔性复合金属锂薄膜制备工艺简单，在机械性能上有了大幅提高，具有很好的加工性能。本发明还提供了一种包含该柔性复合金属锂薄膜的锂离子电池，该电池通过引入了柔性复合金属锂薄膜，首次库伦效率和循环都得到了明显的改善，具有成本低，安全，生产效率高等特点，且在引入该薄膜的工艺过程中，不需要额外的引入设备，节约生产制备成本，整个过程安全性能较高，适合工业化生产。

权利要求

1.一种柔性复合金属锂薄膜，其特征在于，以重量百分比计，包括以下组分：碳链聚合物和/或杂链聚合物3% 9%，导电剂1% 30%，金属锂和/或锂合金40% 96%，所述碳链聚合物~ ~ ~

和/或杂链聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二酯、丙酸纤维素、聚四氟乙烯和聚氯乙烯其中的一种或多种以任意组合比例相混匀的混合物，所述柔性复合金属锂薄膜（4）的厚度在2 10μm，抗拉强度＞90mPa，断裂伸长率＞5%。

~

2.根据权利要求1所述的柔性复合金属锂薄膜，其特征在于，所述导电剂为导电碳材料，为超导炭黑、碳纤维、碳纳米管、硬碳、软碳中的一种或多种以任意组合比例相混匀的混合物。

3.根据权利要求1所述的柔性复合金属锂薄膜，其特征在于，所述金属锂和/或锂合金为块状、条状、颗粒状、粉末状中的一种。

4.根据权利要求1‑3任一项所述的柔性复合金属锂薄膜，其特征在于，所述碳链聚合物和/或杂链聚合物为聚氯乙烯，所述导电剂为碳纤维，所述金属锂为锂粉。

5.根据权利要求4所述的柔性复合金属锂薄膜，其特征在于，所述柔性复合金属锂薄膜（4）包括以下组分：聚氯乙烯 5%，碳纤维5%，锂粉90%。

6.一种根据权利要求5所述的柔性复合金属锂薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将碳链聚合物和/或杂链聚合物、导电剂和金属锂按照比例混合，通入惰性气体，通过搅拌棒搅拌，得到混合物；

S2：将步骤S1得到的混合物加热并保温，得到流体混合物；

S3：将步骤S2中得到的流体混合物通过双螺杆挤出机挤出，通过薄片机头成型为片状薄膜,再由三辊压光机压延成型收卷，得到柔性复合金属锂薄膜（4）。

7.根据权利要求6所述的柔性复合金属锂薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中通入的惰性气体为氩气，搅拌棒搅拌时间为20min 40min；所述步骤S2中将混合物加热至~

200℃ 300℃，并保温1.5 2.5小时。

~ ~

8.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极极片（1）、负极极片（2）、隔膜（3）、以及如权利要求1‑7任一项所述的柔性复合金属锂薄膜（4），所述正极极片（1）、所述隔膜（3）、所述柔性复合金属锂薄膜（4）和所述负极极片（2）依次设置。

说明书

一种柔性复合金属锂薄膜的制备方法及锂离子电池

技术领域

[0001] 本发明涉及锂离子电池领域，特别是涉及一种柔性复合金属锂薄膜的制备方法及锂离子电池。

背景技术

[0002] 锂离子电池作为一种二次电池依靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池的充放电工作，凭借其放电电压高、能量密度高和循环寿命长等优势，近年来逐渐取代了铅酸、
镍镉、镍氢等传统二次电池，在电子设备用小型二次电池中担负着主要角色，同时作为动力
电池广泛应用于电动自行车、电动汽车等大功率、高能量设备。随着便携式电子设备微型
化、长待机的不断发展，以及电动自行车、电动汽车等对续航里程的要求不断提升，对锂离
子电池的性能要求越来越高。

[0003] 随着市场对高能量密度电池的迫切需求，具有高比容量的合金型或转换型负极越来越受到人们的重视，以取代目前低比容量的石墨基负极。然而，与石墨基负极相比，合金
+
型和转换型负极具有较大的初始不可逆容量，后者消耗了相应正极中的大部分Li ，严重降
低了电池的能量密度。因此，对于这些大容量负极的实际应用而言，迫切需要开发一种商业
化的预锂化技术来补偿其较大的初始不可逆容量。目前，人们已经开发了多种预锂化方法，
但由于各自的缺点，尚未实现大规模的商业化应用。

[0004] 现有的预锂化技术，通常采用锂箔与极片复合的方式，将锂带压成锂箔再与极片复合。由于锂箔非常薄，机械强度较低且易沾辊，无法单独对锂箔进行卷对卷加工，需要采
用基带保护锂带，将锂带压延至基带上，再从基带转移至电池极片上，该过程工艺较为复
杂，而且难以控制精度，且在工艺过程中采用的基带无法回收，成本较高；采用锂粉与极片
复合的方式补锂也是一种较为普遍的工艺方法，但是由于金属锂较为活泼，锂粉的比表面
积大，在附着到极片表面的过程中，危险性极大，规模化生产较为困难。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种柔性复合金属锂薄膜的制备方法及锂离子电池，通过在锂离子电池中引入柔性复合金属锂薄膜，以提高锂离子电池的性能，并解决现有锂离子
电池通过引入锂箔、锂粉来提升电池性能时所带来的风险。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

[0007] 一种柔性复合金属锂薄膜，以重量百分比计，包括以下组分：碳链聚合物和/或杂链聚合物 3% 30%，导电剂 1% 30%，金属锂和/或锂合金40% 96%。
~ ~ ~

[0008] 优选地，所述柔性复合金属锂薄膜的厚度在2 10μm；抗拉强度＞90mPa；断裂伸长~
率＞5%。

[0009] 优选地，所述碳链聚合物和/或杂链聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二酯、丙酸纤维素、聚四氟乙烯和聚氯乙烯其中的一种或多种以任意
组合比例相混匀的混合物。

[0010] 优选地，所述导电剂为导电碳材料，为超导炭黑、碳纤维、碳纳米管、硬碳、软碳中的一种或多种以任意组合比例相混匀的混合物。

[0011] 优选地，所述金属锂和/或锂合金为块状、条状、颗粒状、粉末状中的一种。

[0012] 优选地，所述碳链聚合物和/或杂链聚合物为聚氯乙烯，所述导电剂为碳纤维，所述金属锂为锂粉。

[0013] 优选地，所述柔性复合金属锂薄膜包括以下组分：聚氯乙烯 5%，碳纤维5%，锂粉90%。

[0014] 一种上述的柔性复合金属锂薄膜的制备方法，包括以下步骤：

[0015] S1：将碳链聚合物和/或杂链聚合物、导电剂和金属锂按照比例混合，通入惰性气体，通过搅拌棒搅拌，得到混合物；

[0016] S2：将步骤S1得到的混合物加热并保温，得到流体混合物；

[0017] S3：将步骤S2中得到的流体混合物通过双螺杆挤出机挤出，通过薄片机头成型为片状薄膜,再由三辊压光机压延成型收卷，得到柔性复合金属锂薄膜。

[0018] 优选地，所述步骤S1中通入的惰性气体为氩气，搅拌棒搅拌时间为20min 40min；~
所述步骤S2中将混合物加热至200℃ 300℃，并保温1.5 2.5小时。
~ ~

[0019] 一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜、以及上述的柔性复合金属锂薄膜，所述正极极片、所述隔膜、所述柔性复合金属锂薄膜和所述负极极片依次设置。

[0020] 相比现有技术，本发明的有益效果在于：

[0021] 上述技术方案中所提供柔性复合金属锂薄膜的制备方法及锂离子电池，通过在锂离子电池中引入柔性复合金属锂薄膜，大幅提高锂离子电池的性能，柔性复合金属锂薄膜
制备工艺简单，具有很好的加工性能，在引入锂离子电池的工艺过程中，不需要额外引入设
备，节约生产制备成本，整个过程安全性较高，适合工业化生产。

附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0023] 图1为本发明实施例提供的一种包含柔性复合金属锂薄膜的锂离子电池的结构示意图。

[0024] 图2为本发明实施例提供的一种柔性复合金属锂薄膜的扫描电镜图。

[0025] 图3为本发明提供的柔性复合金属锂薄膜对锂离子电池性能影响的充放电曲线对比示意图。

[0026] 附图标记说明：

[0027] 1、正极极片；2、负极极片；3、隔膜；4、柔性复合金属锂薄膜。

具体实施方式

[0028] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0029] 如图1所示，本发明实施例提供了一种锂离子电池，该锂离子电池引入了一种柔性复合金属锂薄膜4，该柔性复合金属锂薄膜4能够大幅提高锂离子电池的性能，且柔性复合
金属锂薄膜4制备工艺简单，具有很好的加工性能，在引入锂离子电池的工艺过程中，不需
要额外引入设备，节约生产制备成本，整个过程安全性能较高，适合工业化生产。

[0030] 该柔性复合金属锂薄膜4，以重量百分比计，包括以下组分：

[0031] 聚合物   3% 30%~

[0032] 导电剂   1% 30%~

[0033] 金属锂   40% 96%~

[0034] 柔性复合金属锂薄膜4中的主要活性物质为金属锂和/或锂合金，金属锂和/或锂合金可以为块状、条状、颗粒状、粉末状中的一种，其中，锂颗粒为毫米级，锂粉为微米或纳
米级，且锂块、锂条的比表面积比较小，价格便宜，在生产成本上更具优势，锂颗粒和锂粉的
比表面积比较大，在柔性复合金属锂薄膜4的制备过程中，熔融速度更快，工艺效率更高，可
根据实际需求选取不同状态下的金属锂和/锂合金。

[0035] 通常情况下，作为主要活性物质的金属锂含量越高越好，为了保证金属锂的机械强度以及在生产过程中金属锂可以稳定成膜，需加入一定比例的聚合物，所加聚合物可以
为碳链和/或杂链聚合物，具体可以为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲
酸丙二酯、丙酸纤维素、聚四氟乙烯和聚氯乙烯其中的一种或多种以任意组合比例相混匀
的混合物；且为了保证薄膜的柔性，聚合物的重量百分比高于3%，否则，薄膜的脆性增大，无
法进行卷对卷加工，聚合物的重量百分比低于30%，否则，薄膜的机械强度增大，失去柔性，
降低了薄膜与极片的贴合程度，降低了金属锂与极片之间的反应效率，从而降低锂离子电
池的电化学性能。

[0036] 导电剂的主要作用是提高电子导电率，在锂离子电池中提高电子的迁移速率，此外,导电剂也可以提高极片加工性,促进电解液对极片的浸润,从而提高锂电池的使用寿
命。导电剂采用导电碳材料，可以为超导炭黑、碳纤维、碳纳米管、硬碳、软碳中的一种或多
种以任意组合比例相混匀的混合物，导电碳材料在锂离子电池中与金属锂不发生化学反
应，不会引入其他杂质又有良好的导电性，增强电池在使用过程中的稳定性；在柔性复合金
属锂薄膜4与锂离子的电池负极进行复合时，导电剂建立了良好的电子通路，使得柔性复合
金属锂薄膜4中的金属锂可以快速的和负极进行反应，从而达到改善电池性能的目的；当完
全没有导电剂的加入时，柔性复合金属锂薄膜4虽然有加工性，但是与负极的反应将极其缓
慢，不利于锂离子电池的规模制造。

[0037] 上述组分制备的柔性复合金属锂薄膜4的厚度为2 10μm，抗拉强度＞90mPa，断裂~
伸长率＞5%。其中，柔性复合金属锂薄膜4的厚度取决于锂离子电池的负极所需要补充的金
属锂量；对于石墨负极极片，由于其不可逆容量占比较低（大约7‑8%左右），所需柔性复合金
属锂薄膜4的厚度为2‑3μm；对于硅电极或者硅碳复合负极极片，由于其不可逆容量占比较
大（大约10‑40%），所需柔性复合金属锂薄膜4的厚度为5‑10μm；且柔性复合金属锂薄膜4在
进行卷对卷加工时，由于具有较好的机械强度，不会被扯断。

[0038] 本实施例所提供的柔性复合金属锂薄膜4是通过熔融拉伸法制备得到，熔融拉伸法包括以下步骤：

[0039] S1：将聚合物、导电剂和金属锂按照比例混合，通入惰性气体，例如氦气、氩气等，通过搅拌棒搅拌20 40min，得到混合物；
~

[0040] 其中，在处理设备中通入惰性气体可防止金属锂空气发生反应，惰性气体优选为氩气；搅拌时间优选为30min；

[0041] S2：将步骤S1中得到的混合物加热至250℃，并在此温度下保温2小时，得到熔融状流体混合物，且该熔融状流体混合物具有一定粘度；

[0042] 其中，因为金属锂的熔点为170℃，与聚合物的熔融温度较为接近，所以高温下得到的混合物呈熔融状；

[0043] S3：将步骤S2中得到的流体混合物通过双螺杆挤出机挤出，通过薄片机头成型为片状薄膜，再由三辊压光机压延成型收卷，得到柔性复合金属锂薄膜4。

[0044] 其中，柔性复合金属锂薄膜4的厚度可以通过辊距和压力调整。

[0045] 通过上述方法制备得到柔性复合金属锂薄膜4，其内部的聚合物和导电碳材料呈三维网络结构，金属锂负载于其中，即熔融金属锂被紧密地填充到由导电碳材料和聚合物
组成的三维网络结构骨架中，增加了金属锂在柔性复合金属锂薄膜4中的稳定性，提高了预
锂过程的安全性，同时也极大地提升了柔性复合金属锂薄膜4的柔韧性和可加工性，无需基
带保护即可进行卷对卷加工，适合工业化生产。

[0046] 本发明还提供了一种锂离子电池，包括正极极片1、负极极片2、隔膜3以及上述的柔性复合金属锂薄膜4，其中，正极极片1、隔膜3、柔性复合金属锂薄膜4、负极极片2依次设
置，隔膜3可以为PE、PP等，具有电子隔缘性，保证两极机械性能隔离，防止正、负极相互接
触，同时也能够保湿电解液，减小电解液的损耗，当锂离子电池温度过高时，隔膜3具有自动
关断保护功能；通常情况下，柔性复合金属锂薄膜4置于负极极片2的两侧，柔性复合金属锂
薄膜4和负极极片2产生固相的化学反应，形成预锂化负极，该反应速率与反应温度、接触的
紧密度有关，温度越高，接触越紧密，反应速率越快，其中，反应温度可为50℃ 150℃，接触
~
的紧密程度可以通过压力调节，压力为10 100kpa。
~

[0047] 其中，正极极片1为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、锂镍钴锰正极等，负极极片2为硅负极、硅碳负极、锡碳负极、氧化亚硅、石墨负极等，隔膜3为PE隔膜；将正极极片1、隔膜3、柔性
复合金属锂薄膜4与负极极片2装配形成的预锂化负极裁切成一定尺寸，并按照上述顺序依
次叠加设置，得到锂离子电池的电芯，注入电解液，其中，电解液可以为1.2M LiPF6 EC/
DEC/FEC，再进行化成，分容，其中，化成时间为1 3天，得到锂离子电池。
~

[0048] 在具体的实验中发现，3μm的柔性复合金属锂薄膜4在80℃下，通过施加20kPa的压力，大约8h可以反应50%，在注入电解液之后，由于存在电子通路，相当于一个短路过程，金
属锂会嵌入到负极中，在实际过程，是否需要加压加热来加速其注液前的反应是根据工艺
需要，可加压加热，亦可不加压加热。

[0049] 实施例一

[0050] 一种柔性复合金属锂薄膜4，包括以下组分：

[0051] 聚乙烯      3%

[0052] 超导炭黑    12%

[0053] 锂颗粒      85%

[0054] 将上述物质按照上述比例混合，通入氩气，通过搅拌棒搅拌25min，其中搅拌棒转速为3000rpm，加热至250℃，在此温度下保温2小时，得到熔融状态的流体混合物，将流体混
合物通过双螺杆挤出机挤出，通过薄片机头成型为片状薄膜,再由三辊压光机压延成型收
卷，其中，采用聚氯乙烯的型号为 WS‑1000S,辊压压力为350kg，辊距为1μm，最终得到柔性
复合金属锂薄膜4的厚度为2μm，抗拉强度为100mPa，断裂伸长率为7%。

[0055] 实施例二

[0056] 一种柔性复合金属锂薄膜4，包括以下组分：

[0057] 聚氯乙烯      5%

[0058] 碳纤维        5%

[0059] 锂粉          90%

[0060] 将上述物质按照上述比例混合，通入氩气，通过搅拌棒搅拌30min，其中搅拌棒转速为2500rpm，加热至250℃，在此温度下保温2小时，得到熔融状态的流体混合物，将流体混
合物通过双螺杆挤出机挤出，通过薄片机头成型为片状薄膜,再由三辊压光机压延成型收
卷，其中，采用聚乙烯的型号为HC7260，采用的锂粉的尺寸为20μm，辊压压力为300kg，辊距
为5μm，最终得到柔性复合金属锂薄膜4的厚度为7μm，抗拉强度为137mPa，断裂伸长率为9%。

[0061] 通过此方法制备的柔性复合金属锂薄膜4，如图2所示，其内部的聚合物和碳纤维呈三维网络结构，金属锂负载于其中，即熔融金属锂被紧密地填充到由碳纤维和聚合物组
成的三维网络结构骨架中，增加了金属锂在柔性复合金属锂薄膜4中的稳定性，提高了预锂
过程的安全性，同时也极大地提升了柔性复合金属锂薄膜4的柔韧性和可加工性能，无需基
带保护即可进行卷对卷加工，适合工业化生产。

[0062] 实施例三

[0063] 一种柔性复合金属锂薄膜4，包括以下组分：

[0064] 聚对苯二甲酸乙二醇酯    9%

[0065] 超导炭黑                1%

[0066] 锂颗粒                  90%

[0067] 将上述物质按照上述比例混合，通入氩气，通过搅拌棒搅拌25min，其中搅拌棒转速为3000rpm，加热至250℃，在此温度下保温2小时，得到熔融状态的流体混合物，将流体混
合物通过双螺杆挤出机挤出，通过薄片机头成型为片状薄膜,再由三辊压光机压延成型收
卷，其中，辊压压力为320kg，辊距为3μm，最终得到柔性复合金属锂薄膜4的厚度为4μm，抗拉
强度为106mPa，断裂伸长率为8%。

[0068] 实施例四

[0069] 一种柔性复合金属锂薄膜4，包括以下组分：

[0070] 聚对苯二甲酸丙二酯      15%

[0071] 碳纳米管                20%

[0072] 锂粉                    65%

[0073] 将上述物质按照上述比例混合，通入氩气，通过搅拌棒搅拌40min，其中搅拌棒转速为2000rpm，加热至250℃，在此温度下保温2小时，得到熔融状态的流体混合物，将流体混
合物通过双螺杆挤出机挤出，通过薄片机头成型为片状薄膜,再由三辊压光机压延成型收
卷，其中，辊压压力为310kg，辊距为7μm，最终得到柔性复合金属锂薄膜4的厚度为8μm，抗拉
强度为120mPa，断裂伸长率为12%。

[0074] 实施例五

[0075] 一种柔性复合金属锂薄膜4，包括以下组分：

[0076] 丙酸纤维素      27%

[0077] 软碳            23%

[0078] 锂粉            50%

[0079] 将上述物质按照上述比例混合，通入氩气，通过搅拌棒搅拌30min，其中搅拌棒转速为2500rpm，加热至250℃，在此温度下保温2小时，得到熔融状态的流体混合物，将流体混
合物通过双螺杆挤出机挤出，通过薄片机头成型为片状薄膜,再由三辊压光机压延成型收
卷，其中，辊压压力为300kg，辊距为8μm，最终得到柔性复合金属锂薄膜4的厚度为9μm，抗拉
强度为120mPa，断裂伸长率为8%。

[0080] 实施例六

[0081] 一种柔性复合金属锂薄膜4，包括以下组分：

[0082] 聚丙烯      30%

[0083] 硬碳        30%

[0084] 锂块        40%

[0085] 将上述物质按照上述比例混合，通入氩气，通过搅拌棒搅拌40min，其中搅拌棒转速为2500rpm，加热至250℃，在此温度下保温2小时，得到熔融状态的流体混合物，将流体混
合物通过双螺杆挤出机挤出，通过薄片机头成型为片状薄膜,再由三辊压光机压延成型收
卷，其中，聚丙烯型号为T30S，辊压压力为300kg，辊距为11μm，最终得到柔性复合金属锂薄
膜4的厚度为10μm，抗拉强度为150mPa，断裂伸长率为10%。

[0086] 实施例七

[0087] 一种柔性复合金属锂薄膜4，包括以下组分：

[0088] 聚丙烯               10%

[0089] 聚对苯二甲酸丙二酯   8%

[0090] 超导炭黑             30%

[0091] 锂合金               52%

[0092] 将上述物质按照上述比例混合，通入氩气，通过搅拌棒搅拌40min，其中搅拌棒转速为2500rpm，加热至250℃，在此温度下保温2小时，得到熔融状态的流体混合物，将流体混
合物通过双螺杆挤出机挤出，通过薄片机头成型为片状薄膜,再由三辊压光机压延成型收
卷，其中，辊压压力为300kg，辊距为4μm，最终得到柔性复合金属锂薄膜4的厚度为5μm，抗拉
强度为180mPa，断裂伸长率为15%。

[0093] 当柔性复合金属锂薄膜4中同时添加碳链聚合物聚丙烯，杂链聚合物聚对苯二甲酸丙二酯时，所述柔性复合金属锂薄膜4的机械强度明显提升，具有较好的适应性。

[0094] 对比例一，与上述实施例一相同的方法制备柔性复合金属锂薄膜4，与实施例一不同的是，对比例一聚合物含量为2%，得到的柔性复合金属锂薄膜4，厚度为2μm，抗拉强度为
72mPa，断裂伸长率为3%。

[0095] 对比例二，与上述实施例六相同的方法制备柔性复合金属锂薄膜4，与实施例六不同的是，对比例二聚合物含量为50%，得到的柔性复合金属锂薄膜4，厚度为15μm，抗拉强度
为260mPa，断裂伸长率为15%。

[0096] 可知，当聚合物含量过小，含量小于3%时，得到的柔性复合金属锂薄膜4过薄，机械强度低，在卷对卷加工和使用过程中易发生破碎，金属锂在柔性复合金属锂薄膜4中的附着
能力降低，易造成金属锂的外漏，对电池的电化学反应造成影响，从而影响电池中锂的补
充，降低了电池的适用性；当聚合物含量过大，含量大于30%时，得到的柔性复合金属锂薄膜
4过厚，机械强度高，柔性降低，从而导致柔性复合金属锂薄膜4与电池极片的贴合度降低，
影响金属锂对电池极片的补给，导致柔性复合金属锂薄膜4与锂离子电池的适用性降低。

[0097] 上述组分制得的柔性复合金属锂薄膜4，性能见表1。

[0098] 表1：柔性复合金属锂薄膜性能

[0099]

[0100] 用上述实施例二制备的柔性复合金属锂薄膜4制备锂离子电池。具体方法为将柔性复合金属锂薄膜4置于负极极片2的两侧，柔性复合金属锂薄膜4和负极极片2产生固相的
化学反应，形成预锂化负极，反应温度为80℃，压力为20kpa，反应时间8h，其中，正极极片1
为钴酸锂正极，负极极片2分别采用硅负极、硅碳负极和锡碳负极，隔膜3为PP隔膜，电解液
为1.2M LiPF6 EC/DEC/FEC。做对比实验三，对比例三采用相同方法制备锂离子电池，区别
在于，未添加上述柔性复合金属锂薄膜4。

[0101] 对制得的电池进行首次充放电性能检测，测试方法如下：

[0102] S1：将锂离子电池以0.1C的电流充电至4.3V；

[0103] S2：将步骤S1中的锂离子电池再以恒压充电至电流达到0.05C；

[0104] S3：静置30min；

[0105] S4：将步骤S3中的锂离子电池以0.1C的电流放电至3V，得到充电容量和放电容量。

[0106] 放电容量与充电容量的比值为首次库伦效率；通过上述检测方法，可以测得，负极极片2为硅碳负极时，未添加柔性复合金属锂薄膜4的锂离子电池的容量为13.7Ah，首次库
伦效率为66%；添加柔性复合金属锂薄膜4的锂离子电池的容量为17.4Ah，首次库伦效率为
86%；首次充放电曲线如图3所示。

[0107] 负极极片2为硅负极时，未添加柔性复合金属锂薄膜4的锂离子电池的容量为14.9Ah，首次库伦效率为63%；添加柔性复合金属锂薄膜4的锂离子电池的容量为17.6Ah，首
次库伦效率为85%；负极极片2为锡碳负极时，未添加柔性复合金属锂薄膜4的锂离子电池的
容量为14.3Ah，首次库伦效率为67%；添加柔性复合金属锂薄膜4的锂离子电池的容量为
17.1Ah，首次库伦效率为88%；通过对比不同负极材料时首次库伦效率的变化，如表2所示，
可以看出，含有柔性复合金属锂薄膜4的锂离子电池的首次库伦效率明显提高。

[0108] 表2：柔性复合金属锂薄膜对首次库伦效率的影响

[0109]

[0110] 通过上述实施例，可以得出：

[0111] 本发明提供的柔性复合金属锂薄膜4的制备方法及锂离子电池，通过在锂离子电池引入了柔性复合金属锂薄膜4，该柔性复合金属锂薄膜4能够大幅提高锂离子电池的性
能，锂离子电池的首次库伦效率和循环都得到了明显的改善，具有成本低，安全，生产效率
高等特点且柔性复合金属锂薄膜4制备工艺简单，具有很好的加工性能，在引入锂离子电池
的工艺过程中，不需要额外的引入设备，节约成本生产制备，整个过程安全性能较高，适合
工业化生产。

[0112] 上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所
要求保护的范围。