[發明專利]正極補鋰添加劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210653630.3
• 申請日: 2022-06-09
• 公開（公告）號: CN114927778A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 王禮軍
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/0525
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 周雷

1.一種正極補鋰添加劑，其特征在于，所述添加劑為多孔材料，且為核殼結構，其核材料為亞微米級氧化鋰，殼材料為納米級碳納米管；所述核殼結構之間的空隙以及碳納米管層間吸附有氮氣和Li₃N。

2.根據權利要求1所述的正極補鋰添加劑，其特征在于，所述氧化鋰占所述添加劑質量的30.76％-66.67％，所述碳納米管占所述添加劑質量的33.33％-69.24％，所述氮氣占所述添加劑體積的0.7％-1.5％，所述Li₃N占所述添加劑質量的0.01％-0.05％。

3.根據權利要求1或2所述的正極補鋰添加劑，其特征在于，所述氧化鋰的粒徑為0.1-0.5μm，所述碳納米管的粒徑為10-15nm。

4.根據權利要求1-3任一項所述的正極補鋰添加劑，其特征在于，所述亞微米級氧化鋰是采用粒徑為2-5μm的微米級碳酸鋰經煅燒后得到。

5.權利要求1-4任一項所述的正極補鋰添加劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將納米級碳納米管、極性有機溶劑、分散劑和非極性有機溶劑進行混合，球磨，然后加入微米級碳酸鋰，繼續球磨，干燥，得到干燥后的混合物料；

2)將干燥后的混合物料在高壓氮氣氛圍下進行煅燒，所述氮氣壓力不低于70kPa，得到所述正極補鋰添加劑。

6.根據權利要求5所述的正極補鋰添加劑的制備方法，其特征在于，所述納米級碳納米管、極性有機溶劑、分散劑和非極性有機溶劑的質量比為(8-12)：100：(0.4-1)：(0.8-1.4)；

所述納米級碳納米管和微米級碳酸鋰的質量比為(0.2-0.9):1。

7.根據權利要求5或6所述的正極補鋰添加劑的制備方法，其特征在于，所述球磨溫度為21-29℃，球磨時間為2-6h，繼續球磨時間不超過8h；

所述干燥溫度為80-100℃，干燥時間為8-10h；

所述煅燒溫度為1200-1600℃，升溫速率3-5℃/min，煅燒時間為6-10h；

所述氮氣壓力為70-74kPa；

所述納米級碳納米管的粒徑為10-15nm，微米級碳酸鋰的粒徑為2-5μm；

所述煅燒結束后還包括對煅燒后的物料進行粉碎、研磨、過篩的步驟；

所述極性有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮，所述非極性有機溶劑為甲苯。

8.一種鋰離子電池正極材料，其特征在于，包括正極活性物質、權利要求1-4任一項所述的正極補鋰添加劑、導電劑和粘結劑，其中所述正極補鋰添加劑的用量占正極材料總質量的0.1％-10％。

9.根據權利要求8所述的鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述正極活性物質選自鈷酸鋰正極材料、鎳錳鈷酸鋰正極材料、鎳錳鋁酸鋰正極材料、錳酸鋰正極材料、鎳錳酸鋰正極材料、磷酸鐵鋰正極材料、磷酸錳鋰正極材料、磷酸鐵錳鋰正極材料中的一種或多種。

10.一種鋰離子電池，其包括含有權利要求8或9所述的鋰離子電池正極材料的正極。