本申请涉及锂离子电池技术领域,提供了一种正极补锂添加剂,该正极补锂添加剂包括核体和结合在核体表面的壳层,核体包括第一富锂颗粒,壳层包括第二富锂颗粒,且第二富锂颗粒的粒径小于第一富锂颗粒的粒径。本申请提供的正极补锂添加剂,其核体所含的第一富锂颗粒和壳层所含的第二富锂颗粒均富含锂,可以补充电池在首次充放电过程中形成SEI膜所消耗的锂离子,提高电池的首效;且第二富锂颗粒的粒径小于第一富锂颗粒的粒径,小粒径的第二富锂颗粒可以形成具有密集晶界的壳层,可以有效抑制核体的晶格氧释放高活性原子氧,从而减少电解液发生反应而产生的气体。因此,该正极补锂添加剂兼具产气量少和补锂效果好的优点,应用前景好。好。好。
【技术实现步骤摘要】
正极补锂添加剂及其制备方法和正极片、二次电池
[0001]本申请属于锂离子电池
,尤其涉及一种正极补锂添加剂及其制备方法和正极片、二次电池。
技术介绍
[0002]锂离子电池具备较高的工作电压与能量密度、相对较小的自放电水平、超长的循环寿命、无记忆效应、无铅镉等重金属元素污染等优点,被广泛应用于电动车、电动工具、可移动电子消费品以及储能等诸多方面。然而,锂离子电池在首次充电过程中,电极材料与电解液在固液相界面上发生反应形成SEI(solid electrolyte interphase,固态电解质)膜,这个过程会消耗大量的Li
+
,使正极材料脱出的Li
+
部分被不可逆消耗,从而使电芯的可逆比容量降低。尤其是硅基负极材料,所消耗Li
+
会进一步加剧,造成正极材料的锂损失严重,降低锂离子电池的首次库伦效率和容量。
[0003]正极补锂添加剂可以弥补锂离子电池在首次充电过程中因形成SEI膜而引起的不可逆容量的损失,是提升锂离子电池性能的关键技术之一,使其具有广阔的应用市场和发展前景。然而,在研究和实际应用中发现,现有的补锂添加剂的使用会导致锂离子电池在化成阶段的产气量大,造成密闭电池系统内部发生胀气现象,从而引发电池体积膨胀以及安全性问题。
技术实现思路
[0004]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和正极片、二次电池,旨在解决现有的正极补锂添加剂存在产气量大的问题。
[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补锂添加剂,该正极补锂添加剂包括核体和结合在核体表面的壳层,核体包括第一富锂颗粒,壳层包括第二富锂颗粒,且第二富锂颗粒的粒径小于第一富锂颗粒的粒径。
[0007]第二方面,本申请提供一种正极补锂添加剂的制备方法,包括以下步骤:
[0008]提供第一富锂颗粒和第二富锂颗粒;
[0009]将第一富锂颗粒和第二富锂颗粒进行混合处理,得到富锂混合物;
[0010]将富锂混合物置于保护气氛中进行烧结处理,得到正极补锂添加剂。
[0011]第三方面,本申请提供一种正极片,包括集流体和结合在集流体表面的正极材料层,该正极材料层中包含有本申请提供的正极补锂添加剂,或者包含有本申请提供的正极补锂添加剂的制备方法制得的正极补锂添加剂。
[0012]第四方面,本申请提供一种二次电池,包括正极片和负极片,该正极片为本申请提供的正极片。
[0013]与现有技术相比,本申请具有如下有益效果:
[0014]本申请第一方面提供的正极补锂添加剂,由于其核体所含的第一富锂颗粒和壳层
所含的第二富锂颗粒均富含锂,可以补充电池在首次充放电过程中形成SEI膜所消耗的锂离子,可以提高电池的首次库伦效率;且第二富锂颗粒的粒径小于第一富锂颗粒的粒径,小粒径的第二富锂颗粒有利于形成密集的晶界,壳层中密集的晶界不仅可以有效抑制正极补锂添加剂在充电时由晶格氧释放产生的氧空位向核体扩散,避免了氧空位扩散带来的氧释放,还可以有效抑制晶格氧释放而逸出高活性原子氧,可以避免高活性原子氧与电解液发生氧化还原反应而产生CO、CO2等气体。因此,在核体表面包覆小粒径的第二富锂颗粒,可以形成具有密集晶界的壳层,可以有效抑制核体的晶格氧释放高活性原子氧,从而减少与电解液发生反应而产生的气体。因此,该正极补锂添加剂兼具产气量少和补锂效果好的优点,应用前景好。
[0015]本申请第二方面提供的正极补锂添加剂的制备方法,先将第一富锂颗粒和第二富锂颗粒进行混合处理,得到富锂混合物,然后将富锂混合物置于保护气氛中进行烧结处理,得到在第一富锂颗粒表面结合第二富锂颗粒的正极补锂添加剂。不仅该制备方法简单,工艺过程易于控制,成本低,适于大规模量产,还能确保制得的正极补锂添加剂具有抑制表面氧空位向富锂材料内核扩散与抑制产气的作用。
[0016]本申请第三方面提供的正极片,由于含有本申请提供的正极补锂添加剂,或者包含有本申请提供的正极补锂添加剂的制备方法制得的正极补锂添加剂,因此,本申请正极片的正极活性层具有抑制产气的作用,可以提高电池的安全性能。并且富含锂,因此本申请正极片具有首次库伦效率高和其他电化学性能优异。
[0017]本申请第四方面提供的二次电池,由于含有本申请提供的正极片,因此,本申请二次电池具有优异的首次库伦效率、电池容量以及循环性能,并且产气量低,安全性高,寿命长,电化学性能稳定。
附图说明
[0018]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。
[0019]图1是本申请实施例提供的正极补锂添加剂的结构示意图;
[0020]图2是本申请实施例提供的正极补锂添加剂的制备方法的工艺流程图;
[0021]其中,图1中各附图标记:
[0022]1‑
核体,2
‑
壳层,21
‑
第二富锂颗粒,22
‑
孔隙。
具体实施方式
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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”、“所述”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。
[0028]本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅本文档来自技高网...
【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核体和结合在所述核体表面的壳层,所述核体包括第一富锂颗粒,所述壳层包括第二富锂颗粒,且所述第二富锂颗粒的粒径小于所述第一富锂颗粒的粒径。2.如权利要求1所述的正极补锂添加剂,其特征在于,所述第一富锂颗粒和所述第二富锂颗粒的粒径比为(10~200):1;和/或所述第一富锂颗粒和所述第二富锂颗粒的质量比为1:(0.01~0.15)。3.如权利要求1所述的正极补锂添加剂,其特征在于,所述第一富锂颗粒和/或所述第二富锂颗粒包括分子式为Li
x
M
y
N
z
O
q
的材料和分子式为Li
w
A的材料中的至少一种,其中,M包括Fe、Co、Ni、Mn、V、Cu、Mo、Al、Ti和Mg元素中的至少一种,N包括Fe、Co、Mn、Ni、Si和Al元素中的至少一种,A包括O、N中的至少一种,且0<x≤6,0<y≤1,0≤z≤2,0<q≤5,1≤w≤3。4.如权利要求1所述的正极补锂添加剂,其特征在于,所述第一富锂颗粒和所述第二富锂颗粒为同种富锂材料。5.如权利要求1所述的正极补锂添加剂,其特征在于,所述壳层中的所述第二富...
【专利技术属性】
技术研发人员:赖佳宇,万远鑫,孔令涌,
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:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。