一种复合补锂剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合补锂剂，是碳包覆的过渡金属掺杂的硼酸锂，和/或碳包覆的过渡金属掺杂的硫代硼酸锂。本发明专利技术的复合补锂剂，其理论分解容量高，且具有离子传输性能，有利于提高电池倍率性能；并且通过调控掺杂元素和比例，以及碳包覆，制备得到具有两种分解机制的复合补锂剂，显著提高了材料的电子电导率，有效降低了分解电位；并且根据其不同的分解反应，调控充电电压可实现按需补锂。本发明专利技术制备的复合补锂剂具有良好的空气稳定性和耐湿性，与现有电池制备工艺兼容。且材料化学稳定性好，安全性高，适合工业级大规模制备。适合工业级大规模制备。适合工业级大规模制备。

【技术实现步骤摘要】
一种复合补锂剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种复合补锂剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着交通电气化的持续推进，电动车迎来了发展的黄金时期。然而受限于当前动力电池技术发展水平，新能源汽车的续航里程相对较短，电池寿命有限，因此，动力电池能量密度的提高和使用寿命的延长，成为迫切需要解决的关键科学问题。一方面，研究人员致力于开发新材料体系，如高镍正极，硅基负极等。另一方面，深入研究锂离子电池失效的机理，提出相应的解决方案。当前，国内知名企业均已布局基于高镍三元正极匹配氧化亚硅或纳米硅负极的高能量密度电池体系，力争能量密度突破350Wh/kg。然而，硅基负极在充放电过程中要经历严重的体积膨胀，导致颗粒的粉化和固体电截止膜的持续破坏，造成了较大的不可逆锂损失，进而使电池表现出较低的首圈库伦效率。同时，由于负极侧对活性锂的消耗，正极长期处于缺锂态进而产生不可逆相变，这些都造成了电池能量密度低于材料理论能量密度。因此，开发一种补锂剂用于提高电池首圈库伦效率和弥补长循环过程中的锂损失，是提高电池能量密度的关键技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合补锂剂，是碳包覆的过渡金属掺杂的硼酸锂，和/或碳包覆的过渡金属掺杂的硫代硼酸锂。2.根据权利要求1所述的复合补锂剂，其特征在于，所述复合补锂剂中，Li和B的摩尔比为1
‑
5：1；优选地，硼酸锂包括Li2B4O7，LiBO2，Li4B2O5，Li3BO3，Li5BO4中的至少一种，硫代硼酸锂包括Li2B2S5，Li3BS3中的至少一种。3.根据权利要求1所述的复合补锂剂，其特征在于，碳包覆层厚度为1
‑
10nm，优选为2
‑
5nm。4.根据权利要求1所述的复合补锂剂，其特征在于，过渡金属掺杂的硼酸锂化学式表达为Li
x
M
a
B
y
O
z
，过渡金属掺杂的硫代硼酸锂化学式表达为Li
x
M
a
B
y
S
z
，其中x介于2
‑
5，y介于1
‑
4，z介于2
‑
7，a介于0.01
‑
1，优选01
‑
0.5，x、y、z、a的取值满足化合物电荷守恒；所述过渡金属选自Al，Ti，Mn，Fe，Co，Ni，Cu中的至少一种；进一步地，过渡金属掺杂的硼酸锂为Li3‑
2x
M
x
BO3，过渡金属掺杂的硫代硼酸锂为Li3‑
2x
M
x
BO3；x为0.01
‑
1，优选0.05
‑
0.1。5.权利要求1
‑
4任一项所述复合补锂剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(S1)加入锂源，硼源，过渡金属源，可选地，还加入硫源，在溶剂中混合均匀，蒸干溶剂，机械研磨，在惰性气氛下煅烧，得到过渡金属掺杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉国，常昕，孟庆海，顾超凡，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：