[發明專利]補鋰材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010920245.1
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112002894A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 閆勇;田孟羽;黃學杰;詹元杰;武懌達;馬曉威
• 申請（專利權）人: 松山湖材料實驗室
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 陳培瓊

1.一種補鋰材料，其特征在于：其包括含鋰化合物和無機非金屬還原劑。

2.根據權利要求1所述補鋰材料，其特征在于：所述含鋰化合物為過氧化鋰、氧化鋰、碳酸鋰、硫酸鋰、硼酸鋰、偏硅酸鋰、正硅酸鋰和磷酸鋰中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述補鋰材料，其特征在于：所述無機非金屬還原劑為單質硫、硫化鉬、硫化鎢、硫化鈦、硫化鋰、硫化鎂、硫化鈣、硫化鑭、硫化鉭和硫化鐵中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述補鋰材料，其特征在于：其還包括催化劑，該催化劑與含鋰化合物和無機非金屬還原劑混合后共同使用，其中，所述含鋰化合物的質量分數為50-99％，所述無機非金屬還原劑的質量分數為1-40％，所述催化劑含量為≤10％；所述的催化劑包括金屬化合物催化劑類、金屬氧化物類、金屬單質類和有機催化劑類中的一種或多種。所述金屬化合物催化劑類為硫化鈷、硫化鋅、硫化鈦、硫化錳、硫化鎳、氮化鉬、氮化鈮、碳化鉬、磷化鈮、磷化鈷、磷化鐵、碘化銦、碘化鋰、硒化鎳或普魯士藍；所述金屬氧化物類為氧化錳、氧化鎳、氧化鈷、氧化鐵、氧化鈦、氧化鉬、氧化釩或氧化鈮；所述金屬單質類為單質鈀、單質釕、單質釩、單質銥、單質鈷、單質鐵、單質銅、單質鎳、單質鉑或單質金；所述有機催化劑類為二苯基硒、三(2-羰基乙基)磷酸鹽等中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述補鋰材料，其特征在于：其還包括導電劑，所述導電劑包覆在含鋰化合物表面形成厚度為1～50nm的導電層，所述導電劑為有機導電聚合物、導電碳或者無機導電化合物，其中，所述有機導電聚合物為聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩；所述無機導電化合物為氮化鈦或氧化銦錫；所述導電碳為石墨烯、碳納米管、乙炔黑或科琴炭黑。

6.根據權利要求4所述補鋰材料，其特征在于：所述含鋰化合物的顆粒尺寸為50nm～20um；所述無機非金屬還原劑的顆粒尺寸為10nm～20um；所述催化劑的顆粒尺寸為5nm～20um。

7.一種補鋰材料制備方法，其特征在于：其包括以下步驟：將含鋰化合物、無機非金屬還原劑以及導電劑直接均勻混合制得補鋰材料，或混合后再經高溫處理制得補鋰材料。

8.根據權利要求7所述補鋰材料制備方法，其特征在于：所述補鋰材料與能促進含鋰化合物中活性鋰離子釋放的催化劑混合使用；所述的催化劑包括金屬化合物催化劑類、金屬氧化物類、金屬單質類和有機催化劑類中的一種或多種。所述金屬化合物催化劑類為硫化鈷、硫化鋅、硫化鈦、硫化錳、硫化鎳、氮化鉬、氮化鈮、碳化鉬、磷化鈮、磷化鈷、磷化鐵、碘化銦、碘化鋰、硒化鎳或普魯士藍；所述金屬氧化物類為氧化錳、氧化鎳、氧化鈷、氧化鐵、氧化鈦、氧化鉬、氧化釩或氧化鈮；所述金屬單質類為單質鈀、單質釕、單質釩、單質銥、單質鈷、單質鐵、單質銅、單質鎳、單質鉑或單質金；所述有機催化劑類為二苯基硒、三(2-羰基乙基)磷酸鹽等中的一種或多種。

9.一種補鋰材料制備方法，其特征在于：其包括以下步驟：將催化劑與含鋰化合物的前驅體混合，經高溫燒結后制得有催化劑摻雜的含鋰化合物，將所述含鋰化合物、無機非金屬還原劑以及導電劑均勻混合制得補鋰材料，或混合后再經高溫處理制得補鋰材料。

10.根據權利要求9所述補鋰材料制備方法，其特征在于：所述催化劑包括金屬化合物催化劑類、金屬氧化物類和金屬單質類中的一種或多種；所述金屬化合物催化劑類為硫化鈷、硫化鋅、硫化鈦、硫化錳、硫化鎳、氮化鉬、氮化鈮、碳化鉬、磷化鈮、磷化鈷、磷化鐵、碘化銦、碘化鋰、硒化鎳或普魯士藍；所述金屬氧化物類為氧化錳、氧化鎳、氧化鈷、氧化鐵、氧化鈦、氧化鉬、氧化釩或氧化鈮；所述金屬單質類為單質鈀、單質釕、單質釩、單質銥、單質鈷、單質鐵、單質銅、單質鎳、單質鉑或單質金中的一種或多種。

11.一種權利要求1-6、7-8或9-10中任一項所述的補鋰材料在鋰離子電池中的應用。