[發(fā)明專利]正極補鋰添加劑及其制備方法、鋰離子電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110503358.6
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN115332526A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張熱喝;李媛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海卡耐新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/505;H01M10/0525;C01G31/00;C01G45/00
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 張楊梅

本申請涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種正極補鋰添加劑及其制備方法、鋰離子電池。本申請?zhí)峁┑恼龢O補鋰添加劑的化學式為Li₄M_xV_3?xO₈，其中，0x3，M為過渡金屬。該正極補鋰添加劑為釩位過渡金屬摻雜型釩酸鋰材料，該釩酸鋰材料呈單斜晶系，屬層狀結(jié)構(gòu)，具有容量高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點。經(jīng)測試，正極片中添加有該正極補鋰添加劑的鋰離子電池的首次庫倫效率明顯提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種正極補鋰添加劑及其制備方法，以及一種鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有高能量密度、高電壓以及循環(huán)壽命時間長等優(yōu)點，因此被廣泛應用到動力汽車、3C、儲能領(lǐng)域。隨著政策的推動以及消費者對新能源汽車的續(xù)航里程的要求，開發(fā)高比能動力電池成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究重點。

為了提高鋰離子電池的能量密度，正負極材料均需要采用具有高容量的材料，例如，正極材料采用NCM811、NCA等，負極材料采用硅碳、硅氧等。然而，硅碳、硅氧等硅負極材料在首次充電過程中常在負極表面形成SEI膜而消耗正極中的活性鋰，導致較低的首次庫倫效率。

為了解決這一問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員往往采用正極補鋰、負極補鋰、隔膜補鋰、集流體補鋰等方法。其中，負極補鋰的方法主要以鋰粉、鋰帶補鋰材料直接與負極活性材料混合接觸，該類方法具有一定的危險性、均勻性難控制以及對設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境要求過高；隔膜補鋰和集流體補鋰的方法主要是將富鋰材料涂敷在隔膜、集流體的表面，該方法容易造成電池厚度、質(zhì)量增加而影響其重量能量密度；正極補鋰的方法主要是以犧牲鋰鹽的添加劑為主，該方法較為安全、可直接與正極活性材料混合制備漿料、無需改變現(xiàn)有工藝以及開發(fā)新設(shè)備，能夠均勻補鋰。然而，現(xiàn)有正極補鋰添加劑對鋰離子電池的首次庫倫效率的提升效果有限。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種正極補鋰添加劑及其制備方法，旨在解決包括硅負極的鋰離子電池首次庫倫效率低的問題。

進一步地，本申請還提供了一種鋰離子電池。

本申請采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N正極補鋰添加劑，所述正極補鋰添加劑的化學式為Li₄M_xV_3-xO₈，其中，0x3，M為過渡金屬。

在一些實施例中，0.5x1.5。

在一些實施例中，所述M為Mn、Ti、Pb、Zr、Ge、Sn中的至少一種。

本申請所提供的正極補鋰添加劑，為釩位過渡金屬摻雜型釩酸鋰材料，該釩酸鋰材料呈單斜晶系，屬層狀結(jié)構(gòu)，具有容量高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點。經(jīng)測試，正極片中添加有該正極補鋰添加劑的鋰離子電池的首次庫倫效率明顯提高。

第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N正極補鋰添加劑的制備方法，將Li₄V₃O₈和MO₂采用溶膠凝膠法制備化學式為Li₄M_xV_3-xO₈的正極補鋰添加劑；

其中，0x3，MO₂為過渡金屬氧化物。

在一些實施例中，將Li₄V₃O₈和MO₂采用溶膠凝膠法制備化學式為Li₄M_xV_3-xO₈的正極補鋰添加劑的步驟包括：

將所述Li₄V₃O₈和所述MO₂在溶液中進行混合處理，然后進行煅燒處理。