[發明專利]復合電極材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211037049.5
• 申請日: 2022-08-26
• 公開（公告）號: CN115513424A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 賴佳宇;裴現一男;萬遠鑫;孔令涌
• 申請（專利權）人: 深圳市德方創域新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/1391;H01M4/131;H01M4/04;H01M4/485;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 方良

本申請公開了一種復合電極材料及其制備方法和應用。本申請復合電極材料包括核體和包覆核體的包覆層，核體的材料含有電極材料，包覆層的材料含有Li_aM_bN_cO_d。本申請復合電極材料通過核體和含Li_aM_bN_cO_d的包覆層之間能夠起到增效協同作用，能夠增強其加工性能、儲存穩定性、提高了其與電解液間的導電性能及離子傳輸性能，從而賦予復合電極材料高的倍率性能和循環性能以及與電解液接觸界面的穩定性。復合電極材料的制備方法能夠保證制備的復合電極材料結構和電化學性能穩定，而且效率高，節約生產成本。

技術領域

本申請屬于二次電池領域，具體涉及一種復合電極材料及其制備方法和應用。

背景技術

鋰離子電池因其具備較高的工作電壓與能量密度、相對較小的自放電水平、無記憶效應、無鉛鎘等重金屬元素污染、超長的循環壽命等優點，被認為是最具應用前景的能源之一。

其中，正極材料或負極材料是影響鋰離子電池電化學性能的重要因素之一。另外，也會在電極活性層中添加補鋰材料，以補償鋰離子電池在首次充電過程中固態電解質膜SEI膜形成消耗的Li⁺，從而提鋰離子電池的首周容量和循環壽命。

但是在實際生產過程中，正極材料、負極材料、補鋰材料在制備過程中，或多或少在材料表面殘留一些殘堿，特別是補鋰材料的殘堿值比較高。

其中，殘堿的存在特別是殘堿含量過高會給電化學性能帶來諸多負面影響： 1.影響涂布；2.影響電化學性能，即增加了不可逆容量損失，同時惡化電池的循環性能；3.特別是補鋰材料的殘堿導致其表面不穩定，在電解液中會發生副反應，易脹氣。

進一步地，對于負極材料而言，其表面還容易與電解液反應，從而導致負極材料的循環穩定性變差，鋰離子電池庫倫效率也會降低。

總而言之，正極材料、負極材料、補鋰材料表面殘堿的存在，所含的堿性物質和吸收的水分會造成調漿時黏度變大，情況嚴重時漿料甚至變成果凍狀，成為廢料，同時也會與電解液發生一系列化學反應，產生大量的氣體，導致電池膨脹，嚴重影響安全性能。

發明內容

本申請的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種復合電極材料及其制備方法，以解決現有復合電極材料由于殘堿或進一步表面性能導致加工性或循環性能等性能變差的技術問題。

本申請的另一目的在于提供一種正極和含有該正極的二次電池，以解決現有二次電池首次庫倫效率和電池循環性不理想的技術問題。

為了實現上述申請目的，本申請的第一方面，提供了一種復合電極材料。本申請復合電極材料包括核體和包覆核體的包覆層，核體的材料含有電極材料，包覆層的材料含有Li_aM_bN_cO_d，其中，M為過渡金屬元素，N為非金屬元素， 0.1≤a≤5；0≤b≤3；0≤c≤2；1≤d≤6，且b、c不同時為零。

本申請的第二方面，提供了本申請復合電極材料的制備方法。本申請復合電極材料的制備方法包括如下步驟：

提供含電極材料的顆粒材料；

將顆粒材料與鋰源、M源、N源進行混合處理，形成混合物；

于保護氣氛中，將混合物進行燒結處理，使得在顆粒材料表面形成含 Li_aM_bN_cO_d的材料層，并包覆顆粒材料；其中，M為過渡金屬元素，N為非金屬元素，0.1≤a≤5；0≤b≤3；0≤c≤2；1≤d≤6，且b、c不同時為零。