一种补锂添加剂及其制备方法和二次电池技术

本申请提供了一种补锂添加剂及其制备方法和二次电池。该补锂添加剂包括富锂材料内核和设置在富锂材料内核上的第一包覆层，所述第一包覆层包括多个全硅分子筛颗粒。该补锂添加剂不仅能有效地实现对锂二次电池的补锂，提高电池的首次效率，还具有良好的稳定性，不易在空气中发生反应，有利于补锂添加剂的生产、存储和运输。储和运输。储和运输。

【技术实现步骤摘要】
一种补锂添加剂及其制备方法和二次电池


[0001]本申请涉及二次电池领域，具体涉及一种补锂添加剂及其制备方法和二次电池。

技术介绍

[0002]在电池的首次充电过程中，正负极表面会形成表面固体电解质膜(SEI膜)，SEI膜的形成会消耗电池中的锂，并将锂转化为非活性的含锂化合物，从而造成可逆锂的损失，降低首次效率，降低电池放电容量。
[0003]为弥补首次充电形成SEI膜造成的锂损失，现有的方法是在正极或者负极加入补锂添加剂。然而现有的补锂添加剂由于活性高，容易与空气中的水发生反应使补锂添加剂表面的残碱含量高，降低补锂效果，造成电池容量损失。为保证有效的补锂，现有的补锂添加剂在使用和储存的过程中对环境要求极其苛刻；并且在制备过程中，补锂添加剂容易被氧化，难以大批量合成，不利于工业化生产。因此，有必要提供一种新的补锂添加剂及其制备方法，以解决现有补锂添加剂稳定性差、补锂效果不佳以及难以进行工业化生产的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种补锂添加剂，该补锂添加剂不仅能有效地实现对锂二次电池的补锂，提高电池的首次效率，还具有良好的稳定性，不易在空气中发生反应，有利于补锂添加剂的生产、存储和运输。本申请还提供了一种补锂添加剂的制备方法。
[0005]本申请第一方面提供了一种补锂添加剂，所述补锂添加剂包括富锂材料内核和设置在所述富锂材料内核上的第一包覆层，所述第一包覆层包括多个全硅分子筛颗粒。
[0006]本申请的补锂添加剂中，富锂材料内核可以弥补锂二次电池首次充放电的容量损失，提高首次充放电效率；第一包覆层是由多个全硅分子筛颗粒堆积形成，全硅分子筛具有良好的疏水性能，可以减少富锂材料内核与水分的接触并有效隔绝空气，从而抑制补锂添加剂生成残碱，使补锂添加剂可以在空气中稳定存在，有利于补锂添加剂的生产、存储和使用。
[0007]可选地，所述全硅分子筛颗粒的粒径小于或等于1μm。
[0008]可选地，所述全硅分子筛颗粒的粒径为1nm～300nm。
[0009]可选地，所述全硅分子筛颗粒的孔径小于或等于2nm。
[0010]可选地，所述全硅分子筛颗粒的D10＝1nm～50nm，所述全硅分子筛颗粒的D50＝50nm～500nm，所述全硅分子筛颗粒的D90＝500nm～1000nm。
[0011]可选地，所述全硅分子筛颗粒的D10、D50以及D90之间满足：D10/D50≥0.02，D90/D50≤10。
[0012]可选地，所述全硅分子筛颗粒包括一维全硅分子筛颗粒、二维全硅分子筛颗粒和三维全硅分子筛颗粒中的一种或多种。
[0013]可选地，所述一维全硅分子筛颗粒包括SSZ
‑
24分子筛、GUS
‑
1分子筛、ITQ
‑
4分子筛中的一种或多种。
[0014]可选地，所述一维全硅分子筛颗粒的D10＝1nm～45nm，所述一维全硅分子筛颗粒的D50＝45nm～500nm，所述一维全硅分子筛颗粒的D90＝500nm～850nm。
[0015]可选地，所述二维全硅分子筛颗粒包括COK
‑
14分子筛、IPC
‑
4分子筛、IPC
‑
6分子筛中的一种或多种。
[0016]可选地，所述二维全硅分子筛颗粒的D10＝1nm～50nm，所述二维全硅分子筛颗粒的D50＝50nm～500nm，所述二维全硅分子筛颗粒的D90＝500nm～890nm。
[0017]可选地，所述三维全硅分子筛颗粒包括ITQ
‑
14分子筛、SSZ
‑
57分子筛、YUN
‑
2分子筛中的一种或多种。
[0018]可选地，所述三维全硅分子筛颗粒的D10＝1nm～48nm，所述三维全硅分子筛颗粒的D50＝48nm～500nm，所述三维全硅分子筛颗粒的D90＝500nm～1000nm。
[0019]可选地，所述补锂添加剂中，所述一维全硅分子筛颗粒的质量百分含量为0.1％～15％；所述二维全硅分子筛颗粒的质量百分含量为0.1％～15％；所述三维全硅分子筛颗粒的质量百分含量为0.1％～15％。
[0020]可选地，所述补锂添加剂中，所述一维全硅分子筛颗粒的质量百分含量为0.1％～4％；所述二维全硅分子筛颗粒的质量百分含量为0.1％～9％；所述三维全硅分子筛颗粒的质量百分含量为0.1％～13％。
[0021]可选地，所述全硅分子筛颗粒中，所述三维全硅分子筛颗粒的质量百分含量大于所述一维全硅分子筛颗粒的质量百分含量，和/或所述三维全硅分子筛颗粒的质量百分含量大于所述二维全硅分子筛颗粒的质量百分含量。
[0022]可选地，所述第一包覆层的孔隙率为5％～30％。
[0023]可选地，所述第一包覆层还包括掺杂碳，所述掺杂碳与所述全硅分子筛颗粒的质量比为0.1
‑
15:15
‑
0.1。
[0024]可选地，所述第一包覆层的厚度为1nm～2μm。
[0025]可选地，所述第一包覆层的厚度为1nm～400nm。
[0026]可选地，所述第一包覆层的厚度为1nm～60nm。
[0027]可选地，所述补锂添加剂还包括第二包覆层，所述第二包覆层包括碳。
[0028]可选地，所述第二包覆层的厚度为2nm～100nm。
[0029]可选地，第一包覆层还包括掺杂碳，所述掺杂碳与所述第二包覆层中的碳至少部分连续。
[0030]可选地，所述富锂材料内核包括平均化学式为Li
x
M
y
O
z
的补锂材料，其中，0.1＜x/y＜10，0＜y＜5，2≤z＜10；所述M包括Mn、Fe、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Ti、Si、Sn、Ce或Zr中的一种或多种；所述富锂材料内核包括补锂材料一次颗粒和补锂材料二次颗粒中的一种或多种。
[0031]可选地，所述富锂材料内核的D
50
粒径为0.5μm～30μm。
[0032]可选地，所述补锂材料、所述全硅分子筛颗粒、所述碳的质量比为1：(0.001
‑
0.15)：(0.001
‑
0.15)。
[0033]可选地，所述补锂添加剂的比表面积为0.1m2/g～35m2/g。
[0034]可选地，所述补锂添加剂的D
50
粒径为0.6μm～35μm。
[0035]本申请第一方面提供的补锂添加剂能够有效补充锂二次电池首次充放电过程中
锂离子的损失，从而提高锂离子电池的首次充放电效率，增加电池能量密度，并且该补锂添加剂还具有良好的稳定性，能够在空气中稳定存在，表面残碱量低，有利于将其添加到锂二次电池实现补锂。
[0036]本申请第二方面提供了一种补锂添加剂的制备方法，包括：
[0037]提供平均化学式为LixMyO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种补锂添加剂，其特征在于，所述补锂添加剂包括富锂材料内核和设置在所述富锂材料内核上的第一包覆层，所述第一包覆层包括多个全硅分子筛颗粒。2.如权利要求1所述的补锂添加剂，其特征在于，所述全硅分子筛颗粒的D10＝1nm～50nm，所述全硅分子筛颗粒的D50＝50nm～500nm，所述全硅分子筛颗粒的D90＝500nm～1000nm。3.如权利要求1所述的补锂添加剂，其特征在于，所述全硅分子筛颗粒包括一维全硅分子筛颗粒、二维全硅分子筛颗粒和三维全硅分子筛颗粒中的一种或多种。4.如权利要求3所述的补锂添加剂，其特征在于，所述一维全硅分子筛颗粒包括SSZ
‑
24分子筛、GUS
‑
1分子筛、ITQ
‑
4分子筛中的一种或多种；和/或所述二维全硅分子筛颗粒包括COK
‑
14分子筛、IPC
‑
4分子筛、IPC
‑
6分子筛中的一种或多种；和/或所述三维全硅分子筛颗粒包括ITQ
‑
14分子筛、SSZ
‑
57分子筛、YUN
‑
2分子筛中的一种或多种。5.如权利要求3所述的补锂添加剂，其特征在于，所述补锂添加剂中，所述一维全硅分子筛颗粒的质量百分含量为0.1％～15％；所述二维全硅分子筛颗粒的质量百分含量为0.1％～15％；所述三维全硅分子筛颗粒的质量百分含量为0.1％～15％。6.如权利要求3所述的补锂添加剂，其特征在于，所述全硅分子筛颗粒中，所述三维全硅分子筛颗粒的质量百分含量大于所述一维全硅分子筛颗粒的质量百分含量，和/或所述三维全硅分子筛颗粒的质量百分含量大于所述二维全硅分子筛颗粒的质量百分含量。7.如权利要求1所述的补锂添加剂，其特征在于，所述第一包覆层的孔隙率为5％～30％。8.如权利要求1所述的补锂添加剂，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭旗清，万远鑫，孔令涌，张莉，赖佳宇，赵中可，
申请(专利权)人：曲靖德方创界新能源科技有限公司佛山市德方创界新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：