正极复合材料及其制备方法、正极片、二次电池技术

本申请属于电池技术领域，尤其涉及一种正极复合材料及其制备方法，以及一种正极片，一种二次电池。其中，正极复合材料的制备方法，包括步骤：将锂源、镍源与正极活性材料溶解在无水溶剂中，混合干燥处理，得到复合前驱体；对所述复合前驱体进行煅烧处理，得到核壳结构的正极复合材料，所述正极复合材料的内核为正极活性材料，壳层为补锂添加剂。本申请正极复合材料的制备方法，在制备补锂添加剂的同时使补锂添加剂均匀稳定的包覆在正极活性材料表面，不但简化了工艺，而且补锂添加剂与正极活性材料结合稳定且分布均匀。既能够弥补电池在首次充放电时因SEI膜的形成消耗的活性锂离子，提高初始容量，又能提高了电池的循环稳定性。又能提高了电池的循环稳定性。又能提高了电池的循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
正极复合材料及其制备方法、正极片、二次电池


[0001]本申请属于电池
，尤其涉及一种正极复合材料及其制备方法，以及一种正极片，一种二次电池。

技术介绍

[0002]随着储能技术的快速发展，便携式数码器件和车载动力电源的使用日益增多，人们对电池的能量密度要求越来越高，发展大容量、寿命长和安全性高的二次电池势在必行。锂离子电池在首次充放电过程中，在负极材料界面会形成SEI膜，研究表明SEI膜的成分主要为LiF、Li2CO3、R
‑
COOLi、R
‑
CH2OLi等锂盐材料。形成SEI膜是一个不可逆过程，用来形成SEI的Li
+
在放电过程中不能再嵌入到正极材料中，消耗一部分正极材料中的Li
+
，继而导致电极材料的不可逆容量损失，降低电池的容量。
[0003]目前，可通过预补充锂的方式以弥补这部分容量损失。预补充锂技术主要分为两种，一种为负极材料补锂技术，该技术对操作环境要求较高，补锂剂一般为金属锂箔和惰性锂粉；另一种为正极材料补锂技术，该技术要求相对较低。目前，正极材料补锂技术往往是先制备正极补锂添加剂，然后将制备好的正极补锂添加剂与正极材料混合，不但增加了制备和混合成本；而且正极补锂材料添加剂与正极材料的结合度不佳，补锂添加剂在正极材料中容易出现分散不均等现象，影响电极循环充放电的稳定性。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种正极复合材料及其制备方法，以及一种正极片，一种二次电池，旨在一定程度上解决现有正极补锂添加剂与正极材料结合度不佳的问题。
[0005]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本申请提供一种正极复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将锂源、镍源与正极活性材料溶解在无水溶剂中，混合干燥处理，使得所述锂源和镍源包覆所述正极活性材料表面，得到复合前驱体；
[0008]对所述复合前驱体进行煅烧处理，得到核壳结构的正极复合材料，所述正极复合材料的内核为正极活性材料，壳层为补锂添加剂。
[0009]进一步地，所述锂源选自：NiCO3、Ni(OH)2、NiO中的至少一种。
[0010]进一步地，所述镍源选自：LiOH、LiNO3、C6H5Li3O7中的至少一种。
[0011]进一步地，所述正极材料选自:磷酸铁锂、钴酸锂、磷酸锰铁锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、镍锰酸锂中的至少一种。
[0012]进一步地，所述无水溶剂选自：无水乙醇、甲醇、丙酮中的至少一种。
[0013]进一步地，所述混合干燥处理的条件包括：在温度为80～100℃的条件下，搅拌2～6小时。
[0014]进一步地，所述煅烧处理的步骤包括：在温度为400～500℃的条件下，对所述复合前驱体保温2～6小时后，升温至680～780℃保温12～24小时。
[0015]进一步地，所述补锂添加剂为Li2NiO2，所述正极材料包括镍钴锰酸锂和/或镍钴铝酸锂。
[0016]进一步地，得到所述核壳结构的正极复合材料后，还包括在所述壳层的外表面形成隔离封装层、离子导体封装层、电子导体封装层中的至少一层的步骤。
[0017]进一步地，所述正极复合材料中，所述补锂添加剂的壳层的质量百分含量为1～10％。
[0018]第二方面，本申请一种正极复合材料，所述正极复合材料为核壳结构，包括正极活性材料内核和原位包覆在所述内核外表面的补锂添加剂壳层，所述补锂添加剂壳层由锂源和镍源制成。
[0019]进一步地，所述镍源选自：NiCO3、Ni(OH)2、NiO中的至少一种。
[0020]进一步地，所述锂源选自：LiOH、LiNO3、C6H5Li3O7中的至少一种。
[0021]进一步地，所述补锂添加剂壳层包括Li2NiO2，所述正极活性材料内核包括镍钴锰酸锂和/或镍钴铝酸锂。
[0022]进一步地，所述补锂添加剂壳层的外表面还包括隔离封装层、离子导体封装层、电子导体封装层中的至少一层。
[0023]进一步地，所述补锂添加剂壳层的厚度为5～50nm。
[0024]进一步地，所述正极复合材料中，所述补锂添加剂壳层的质量百分含量为1～10％。
[0025]第三方面，本申请提供一种正极片，所述正极片中包含有上述方法制备的正极补锂添加剂，或者包含有上述的正极补锂添加剂。
[0026]第四方面，本申请提供一种二次电池，所述二次电池中包含上述的正极片。
[0027]本申请第一方面提供的正极复合材料的制备方法，将锂源、镍源与正极活性材料溶解在无水溶剂中，混合干燥后使锂源和镍源析出并包覆在正极活性材料表面，形成核壳结构的复合前驱体。其中，采用的无水溶剂可有效避免锂源在析出过程中出现分层导致前驱体包覆层混合不均匀等问题。然后对复合前驱体进行煅烧处理，在高温煅烧过程中补锂添加剂前驱体反应并转化成补锂添加剂，在正极活性材料表面原位生成补锂添加剂包覆壳层，得到正极复合材料。本申请正极复合材料的制备方法，在制备补锂添加剂的同时使补锂添加剂均匀稳定的包覆在正极活性材料表面，不但简化了工艺，而且补锂添加剂与正极活性材料结合稳定且分布均匀。既能够弥补电池在首次充放电时因SEI膜的形成消耗的活性锂离子，提高初始容量，又能提高了电池的循环稳定性。
[0028]本申请第二方面提供的正极复合材料为核壳结构，包括正极活性材料内核和原位包覆在所述内核外表面的补锂添加剂壳层；一方面，壳层原位包覆在内核外表面，与正极活性材料结合紧密，且补锂添加剂分散均匀，补锂效果稳定；另一方面，壳层中补锂添加剂可有效弥补电池在首次充放电时因SEI膜的形成消耗的活性锂离子，提高初始容量，进而提高电池的能量密度。
[0029]本申请第三方面提供的正极片，由于包含有上述的正极复合材料，该正极复合材料为核壳结构，包括正极活性材料内核和原位包覆在所述内核外表面的补锂添加剂壳层。不但具有较好的补锂容量，而且补锂添加剂壳层与正极活性材料结合紧密，且补锂添加剂分散均匀，补锂效果稳定，可有效弥补电池在首次充放电时因SEI膜的形成消耗的活性锂离
子，提高电池的能量密度。
[0030]本申请第四方面提供的二次电池，由于包含有上述正极片，该正极片包含有以正极活性材料为内核和原位包覆在所述内核外表面的补锂添加剂壳层的正极复合材料，可有效弥补电池在首次充电时因SEI膜的形成消耗的活性锂离子，有效维持了正极片的克容量，提高了正极片的容量保持率。因而，使得本申请提供的二次电池能量密度高，容量保持率好。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1是本申请实施例提供的正极复合材料的制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将锂源、镍源与正极活性材料溶解在无水溶剂中，混合干燥处理，使得所述锂源和镍源包覆所述正极活性材料表面，得到复合前驱体；对所述复合前驱体进行煅烧处理，得到核壳结构的正极复合材料，所述正极复合材料的内核为正极活性材料，壳层为补锂添加剂。2.如权利要求1所述的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述镍源选自：NiCO3、Ni(OH)2、NiO中的至少一种；和/或，所述锂源选自：LiOH、LiNO3、C6H5Li3O7中的至少一种。3.如权利要求2所述的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述正极材料选自:磷酸铁锂、钴酸锂、磷酸锰铁锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、镍锰酸锂中的至少一种；和/或，所述无水溶剂选自：无水乙醇、甲醇、丙酮中的至少一种。4.如权利要求3所述的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述补锂添加剂为Li2NiO2；所述正极材料包括镍钴锰酸锂和/或镍钴铝酸锂；和/或，所述正极复合材料中，所述补锂添加剂的壳层的质量百分含量为1～10％。5.如权利要求1～4任一项所述的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述混合干燥处理的条件包括：在温度为80～100℃的条件下，搅拌2～6小时；和/或，所述煅烧处理的步骤包括：在温度为400～500℃的条件下，对所述复合前驱体...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟文，万远鑫，孔令涌，钟泽钦，朱成奔，
申请(专利权)人：深圳市德方创域新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：