正极补锂添加剂及其制备方法与应用技术

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种正极补锂添加剂及其制备方法与应用。提供了一种正极补锂添加剂，正极补锂添加剂包括含锂材料和存在于所述含锂材料体相中的掺杂相，其中，所述正极补锂添加剂的吸水率为0～50ppm/s；选择了吸水率为0～50ppm/s的含掺杂相的含锂材料作为正极补锂添加剂，确保得到的正极补锂添加剂具有良好的耐湿性，且保证掺杂相掺杂效果好，使得到的电池性质优异，不会出现整个电池报废的情况。报废的情况。

【技术实现步骤摘要】
正极补锂添加剂及其制备方法与应用


[0001]本申请属于电池
，尤其涉及一种正极补锂添加剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li
+
在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li
+
从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。锂离子电池追求高能量密度，提高容量是提高能量密度的方法之一。
[0003]锂离子电池目前存在的普遍问题是在首次充电过程中会消耗大量从正极脱出的锂离子来形成负极表面的SEI膜，首次充电中正极锂源的不可逆消耗超过10％，首周库伦效率低于90％。其次，锂离子电池在正常使用过程中也会持续消耗活性锂。以上会导致电芯初始容量降低及电池寿命减少。因此，现阶段提供了很多正极补锂添加剂材料与正极材料进行混合以组装得到电池。
[0004]在使用了正极补锂添加剂的电池中，现有的电池都是组装之后才能了解到电池是否达到要求。主要体现在补锂材料在使用过程中易吸收水分，使电池耐湿特性较差，导致电池报废。然而这种劣化只有在做成电池后才能了解到，这样会使整个电池报废，使得电池报废增加的问题，而且目前还难以在不组装成电池的情况下测定吸水率以确定掺杂的状态。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种正极补锂添加剂及其制备方法与应用，旨在解决现有技术中无法在不组装成电池的情况下测定补锂材料的吸水率以确定掺杂的状态的问题。
[0006]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
[0007]第一方面，本申请提供一种正极补锂添加剂，正极补锂添加剂包括含锂材料和存在于含锂材料体相中的掺杂相层，其中，正极补锂添加剂的吸水率为0～50ppm/s。
[0008]第二方面，本申请提供一种正极补锂添加剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009]提供含掺杂相的含锂材料；
[0010]将含掺杂相的含锂材料松散平铺设置于分析天平中，记录0～60分钟内不同时间点的质量，计算含掺杂相的含锂材料的吸水率；
[0011]选择吸水率为0～50ppm/s的含掺杂相的含锂材料作为正极补锂添加剂。
[0012]第三方面，本申请提供一种正极极片，正极极片包含正极集流体和位于正极集流体上的正极活性物质层，正极活性物质层包含正极活性物质、粘结剂、导电剂和正极补锂添加剂，其中，正极补锂添加剂选自正极补锂添加剂或由正极补锂添加剂的制备方法制备得到的。
[0013]第四方面，本申请提供一种二次电池，二次电池包含正极极片。
[0014]本申请第一方面提供的正极补锂添加剂，正极补锂添加剂包括含锂材料和存在于含锂材料体相的掺杂相，当制备得到含掺杂相的含锂材料之后，还进行了吸水率的测试，选
择了吸水率为0～50ppm/s的含掺杂相的含锂材料作为正极补锂添加剂，确保得到的正极补锂添加剂具有良好的耐湿性，且保证掺杂相掺杂效果好，使得到的电池性质优异，不会出现整个电池报废的情况。
[0015]本申请第二方面提供的正极补锂添加剂的制备方法，该制备方法中将制备得到的含掺杂相的含锂材料在平铺设置于分析天平中，记录0～60分钟内不同时间点的质量，计算含掺杂相的含锂材料的吸水率，进一步选择吸水率为0～50ppm/s的含掺杂相的含锂材料作为正极补锂添加剂；该制备方法中能够对含掺杂相的含锂材料在不组装成电池的情况下测定正极补锂添加剂材料的吸水率，以确定掺杂相的掺杂效果，确保得到的正极补锂添加剂具有良好的耐湿性，其组装并封装形成电池后，由于掺杂元素进行了体相掺杂，降低了容易吸湿反应的补锂添加剂材料的比例，并且掺杂元素能够实现降低补锂添加剂材料的活性，从而增加补锂添加剂材料在室外环境气氛中的稳定性，另外，还可以提高补锂添加剂材料在充放电时的活性，从而确保不会出现整个电池报废的情况，提高电池的使用寿命。
[0016]本申请第三方面提供的正极极片，正极极片包含正极集流体和位于正极集流体上的正极活性物质层，且正极活性物质层包含正极补锂添加剂，基于提供的正极补锂添加剂为限定了吸水率为0～50ppm/s，其具有良好的耐湿性，可以起到隔绝空气中的水和二氧化碳等有害成分且具有一定导电性的效果，在组装形成电池后，可以达到对电池正极进行补锂的作用，提高电池的使用寿命，保持电池体系内锂离子的充裕，提高电池首效和整体电化学性能，实现高效补锂。
[0017]本申请第四方面提供的二次电池，该二次电池包含提供的正极极片，且该正极极片包含了由正极补锂添加剂的制备方法制备得到的正极补锂添加剂，确保在封装形成二次电池之前，正极极片中的正极补锂添加剂具有良好的耐湿性，不被空气中的水汽和二氧化碳影响，使组装后的二次电池体系中锂离子稳定，提高了电池的整体电化学性能，具有较好的循环性能和补锂性能，有利于广泛使用。
具体实施方式
[0018]为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0019]本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0020]本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a
‑
b(即a和b),a
‑
c,b
‑
c,或a
‑
b
‑
c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
[0021]应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
[0022]在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制
本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0023]本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
[0024]术语“第一“、“第二”仅用于描述目的，用来将目的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极补锂添加剂，其特征在于，所述正极补锂添加剂包括含锂材料和存在于所述含锂材料体相中的掺杂相，其中，所述正极补锂添加剂的吸水率为0～50ppm/s。2.根据权利要求1所述的正极补锂添加剂，其特征在于，所述掺杂相中的掺杂元素包括Al、Zr、Si、C、Co、Ni、Ti、Mn、Cu中的至少一种元素。3.根据权利要求2所述的正极补锂添加剂，其特征在于，所述含锂材料内部存在含掺杂元素的共价键。4.根据权利要求2所述的正极补锂添加剂，其特征在于，所述掺杂元素含量为1％～10％。5.根据权利要求1～4中任一所述的正极补锂添加剂，其特征在于，所述含锂材料包括Li
x
M
y
O
z
、Li
w
A中的至少一种；其中，0＜x≤8，0＜y≤3，0＜z≤6，0＜w≤5；M为Fe、Co、Ni、Mn、Si、Sn、Cu、Mo、Al、Ti中的至少一种元素，A为C、N、O、P、S、F、B、Se中的至少一种元素。6.一种正极补锂添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供含掺杂相的含锂材料；将所述含掺杂相的含锂材料松散平铺设置于分析天平中，记录0～60分钟内不同时间点的质量，计算所述含掺杂相的含锂材料的吸水率；选择吸水率为0～50ppm/s的所述含掺杂相的含锂材料作为正极补锂添加剂。7.根据权利要求6所述的正极补锂添加剂的制备方法，其特征在于，计算所述含掺杂相的含锂材料的吸水率的步骤中，控制所述分析天平的放置条件为：标准大气压，温度为23～27℃，相对湿度控制为10％～50％之间。8.根据权利要求7所述的正极补锂添加剂的制备方法，其特征在于，所述相对湿度变化范围小于5％。9.根据权利要求7所述的正极...

【专利技术属性】
技术研发人员：余永龙，万远鑫，孔令涌，钟泽钦，钟文，谭旗清，
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：