[發明專利]確定正極補鋰劑添加含量的方法和應用

有效

• 申請號: 202111138535.1
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113903906B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 李若楠;劉永興;黃鵬;請求不公布姓名;孫化雨
• 申請（專利權）人: 遠景動力技術（江蘇）有限公司;遠景睿泰動力技術（上海）有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王艷齋

本發明提供了一種確定正極補鋰劑添加含量的方法及其應用，所述方法包括監測負極活性物質半峰寬確認補鋰含量和/或測量負極極片膜片電阻確認補鋰含量，本發明綜合考慮電芯能量密度，補鋰效率與勻漿工藝可行性，本發明通過監測負極活性物質XRD不同衍射峰的半峰寬以及負極膜片電阻來確定最佳補鋰含量。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，涉及一種確定正極補鋰劑添加含量的方法和應用。

背景技術

隨著市場需求的提高，鋰離子電池能量密度急需增大，尋找容量更大的正負極材料成為當今電池領域研究熱門之一。高容量電極材料常常伴有較低的首效，首次放電過程中消耗大量鋰離子從而形成不可逆的含量產物，導致電池可逆容量遠低于理論值。例如，硅、硅氧和硅碳材料是一類非常典型的新型負極活性材料，理論比容量較高。但由于首效較低，補鋰工藝的應用就顯得尤為迫切。

目前在對補鋰工藝的研究中，大部分都是在負極上進行補鋰，一般直接采用鋰金屬在負極片表面進行物理的補鋰。

采用鋰金屬進行負極補鋰的優勢是鋰金屬比容量高，補鋰用量少，然而，鋰金屬作為一種相當活潑的金屬，所帶來的安全問題不容忽視。除了對環境要求高以外，鋰金屬的負極補鋰工藝繁瑣，成本較高，且補鋰量及補鋰均勻性很難控制，負極邊緣及內部電極顆粒難以得到有效的補鋰，導致電池一致性差，難以實際生產應用。

正極補鋰則可以很好的避免上述問題。通過選擇合適的正極補鋰劑，在勻漿時直接將其添加到正極材料中，無需改變現有生產工藝，既不提高成本又可達到均勻的補鋰效果。正極補鋰劑是具有一定不可逆脫鋰性質的富鋰化合物，其首效普遍偏低，過多的添加會導致正極能量密度偏低，因此要選擇合適的補鋰劑含量，既達到了正負極效率的匹配又最大化了電池的能量密度。

開發一種可以直觀測量補鋰劑的最佳添加量的方法是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種確定正極補鋰劑添加含量的方法和應用，綜合考慮電芯能量密度，補鋰效率與勻漿工藝可行性，本發明通過監測負極活性物質XRD不同衍射峰的半峰寬以及負極膜片電阻來確定最佳補鋰含量。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種確定正極補鋰劑添加含量的方法，所述方法包括監測負極活性物質半峰寬確認補鋰含量和/或測量負極極片膜片電阻確認補鋰含量。

正極補鋰劑是具有一定不可逆脫鋰性質的富鋰化合物，其首效普遍偏低，過多的添加會導致正極能量密度偏低，本發明所述確定正極補鋰劑添加含量的方法通過監測負極活性物質不同衍射峰的半峰寬以及負極膜片電阻來確定最佳補鋰含量，可以調節合適的補鋰劑含量，既達到了正負極效率的匹配又最大化了電池的能量密度。

優選地，所述監測負極活性物質半峰寬確認補鋰含量包括通過XRD觀察衍射峰。

優選地，所述衍射峰包括第一衍射峰、第二衍射峰、第三衍射峰和第四衍射峰。

優選地，所述第一衍射峰的位置為15～20°，例如：15°、16°、17°、18°、19°或20°等。

優選地，所述第一衍射峰的半峰寬為0.4～5°，例如：0.4°、0.8°、1°、1.5°、2°或5°等。

優選地，所述第二衍射峰的位置為26～30°，例如：26°、27°、28°、29°或30°等。

優選地，所述第二衍射峰的半峰寬為0.3～3.1°，例如：0.4°、0.8°、1°、1.5°、2°或3.1°等。

優選地，所述第三衍射峰的位置為46～50°，例如：46°、47°、48°、49°或50°等。

優選地，所述第三衍射峰的半峰寬為1.2～4.4°，例如：1.2°、1.5°、2°、2.5°、3或4.4°等。