[發明專利]一種補金屬離子添加劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911158138.3
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110690440B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 黃杰;張坤;李群
• 申請（專利權）人: 北京衛藍新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M4/134;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 盧澤明

1.一種補金屬離子添加劑，包括復合粒子粉末，其特征在于，所述復合粒子為A_xB_y結構的內核和包覆在所述內核表面的保護層M，所述A為Li、Na、K中的一種；B為Mg、Ca、Al、Ge、Sn、Sb、Zn、Si/C復合材料、SiO_z、SiO_z/C復合材料、SiO₂/Si復合材料、SiO₂/Si/C復合材料、SnS_u、SnO_u中的其中一種或多種，所述保護層M為無機鈍化層；其中，所述A_xB_y是由A元素與B元素組成的合金或者固溶體；x＞0，y＞0,0＜z＜2,0＜u≤2；所述保護層M為碳、Mg、Ca、Al、Ge、Sn、Sb、Zn、Si中任意一種或其中任一元素的氧化物、碳酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、錫酸鹽或者所述A_xB_y內核中A元素的氧化物、碳酸鹽、硅酸鹽、錫酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽中的任意一種或兩種以上的混合物；所述保護層M的平均厚度在1μm以內。

2.根據權利要求1所述的補金屬離子添加劑，其特征在于，所述復合粒子中，A_xB_y中的A元素含量在90wt％以內。

3.根據權利要求2所述的補金屬離子添加劑，其特征在于，所述復合粒子中，A_xB_y中的A元素含量為8-50wt％。

4.根據權利要求1所述的補金屬離子添加劑，其特征在于，所述內核粒徑在100μm以內。

5.一種制備如權利要求1所述的補金屬離子添加劑的方法，其特征在于，當保護層M為碳時，利用化學沉積法、機械復合法或含碳有機物高溫熱解法進行碳包覆；

當保護層M為Mg、Ca、Al、Ge、Sn、Sb、Zn、Si中的一種時，采用蒸鍍法、磁控濺射法、原子層沉積法或電子束沉積法將保護層M包覆在A_xB_y內核表面；

當保護層M為包括Mg、Ca、Al、Ge、Sn、Sb、Zn、Si中任一種的氧化物、碳酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、錫酸鹽或所述A_xB_y內核中A元素的氧化物、碳酸鹽、硅酸鹽、錫酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽中的任意一種或兩種以上的混合物時，可采用以下方法①或②中的任意一種將保護層M包覆或沉積在所述A_xB_y內核的表面：

①將A_xB_y內核在特定氣氛下進行熱處理，溫度為25-800℃，熱處理時間為0.01-24h；

②采用蒸鍍法、磁控濺射法、原子層沉積法或電子束沉積法在所述A_xB_y內核表面包覆碳、Mg、Ca、Al、Ge、Sn、Sb、Zn、Si中的任一種，然后在特定氣氛下進行熱處理；

其中，所述方法①和方法②中所述特定氣氛均為含有氧氣、二氧化碳、一氧化硫、二氧化硫、干燥空氣中至少一種的氣體氛圍。

6.一種正極極片，其特征在于，所述正極極片包括如權利要求1-4任一項所述的補金屬離子添加劑或權利要求5任一項的制備方法所制備的補金屬粒子添加劑；所述正極極片包括80-100wt％的正極活性材料、0-20wt％的第一導電劑、0-20wt％的第一粘結劑，所述補金屬離子添加劑含量為所述正極活性材料的0.1-20wt％。

7.一種復合隔膜，所述復合隔膜包括基材，其特征在于，所述基材表面涂覆如權利要求1-4任一項所述的補金屬離子添加劑或權利要求5任一項的制備方法所制得的補金屬離子添加劑。

8.一種可充電金屬離子電池，其特征在于，包括如權利要求6所述的正極極片和/或如權利要求7所述的復合隔膜。