补锂正极材料、硝基苯甲酸锂的制备方法及其应用、锂离子电池及用电设备技术

本发明专利技术公开了一种补锂正极材料、硝基苯甲酸锂的制备方法及其应用、锂离子电池及用电设备。其中，所述补锂正极材料包括正极活性材料和正极补锂剂，所述正极补锂剂包括硝基苯甲酸锂。本发明专利技术以硝基苯甲酸锂作为正极补锂剂材料，不仅实现了良好的正极补锂效果，而且规避了现有的正极补锂剂添加过量时对电池带来的不利影响。不利影响。

【技术实现步骤摘要】
补锂正极材料、硝基苯甲酸锂的制备方法及其应用、锂离子电池及用电设备


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及补锂正极材料、硝基苯甲酸锂的制备方法及其应用、锂离子电池及用电设备。

技术介绍

[0002]目前，预锂化技术包括负极补锂和正极补锂，其中正极补锂的补锂材料可以直接在正极浆料的匀浆过程中添加，无需额外的工艺改进且成本较低，因而更加适合现在的锂离子电池制造工艺，最具有工业应用前景。
[0003]作为正极补锂添加剂的材料主要有：富锂化合物、锂复合物和二元含锂化合物等。其中，常用的富锂化合物包括碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂等。碳酸锂不仅价格较为低廉，还能够增加正极材料的比容量，提高电池能量密度，但是碳酸锂在水中难溶解，需要加热或搅拌才能充分溶解，增加了电池生产的成本和难度；而且过量的碳酸锂可能会导致电池容量和循环性能下降，同时还会增加电池的安全风险。氢氧化锂虽然易于溶解，可以提高电池的比容量和循环性能，但是过量的氢氧化锂会导致电池内部pH值过高，影响电池的安全性。氧化锂可以在正极材料生产过程中直接加入，降低生产成本，提高电池的比容量和循环性能。但是氧化锂容易发生水解生成氢氧化锂，过量情况下会导致电池内部pH值过高，影响电池的安全性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的旨在提供一种新的正极补锂剂材料，以硝基苯甲酸锂作为正极补锂剂，不仅具有良好的正极补锂效果，而且规避了现有的正极补锂剂添加过量时对电池带来的不利影响。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种补锂正极材料，包括正极活性材料和正极补锂剂，其中，所述正极补锂剂包括硝基苯甲酸锂。
[0006]进一步地，所述正极活性材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、三元正极材料、四元正极材料、富锂锰基正极材料中的至少一种；和/或，
[0007]所述硝基苯甲酸锂包括对硝基苯甲酸锂、邻硝基苯甲酸锂、间硝基苯甲酸锂、2,3
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二硝基苯甲酸锂、2,4
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二硝基苯甲酸锂、2,5
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二硝基苯甲酸锂、2,6
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二硝基苯甲酸锂、3,4
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二硝基苯甲酸锂、3,5
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二硝基苯甲酸锂中的至少一种。
[0008]进一步地，所述补锂正极材料中，所述正极补锂剂的质量百分比为0.5wt％～5wt％。
[0009]进一步地，所述补锂正极材料中还包括导电剂和粘结剂；和/或，
[0010]所述导电剂包括碳纳米管、炭黑、导电石墨、碳纤维、石墨烯中的至少一种；和/或，
[0011]所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、氢化丁腈橡胶、聚四氟乙烯、聚丙烯酸中的至少一种。
[0012]第二方面，本专利技术提供了所述硝基苯甲酸锂的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将硝基苯甲酸、锂源于溶剂中混合均匀，得到混合液；在持续搅拌的条件下，加热所述混合液以发生反应；
[0014]其中，所述硝基苯甲酸包括对硝基苯甲酸、邻硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、2,3
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二硝基苯甲酸、2,4
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二硝基苯甲酸、2,5
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二硝基苯甲酸、2,6
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二硝基苯甲酸、3,4
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二硝基苯甲酸、3,5
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二硝基苯甲酸中的至少一种；和/或，
[0015]所述锂源包括碳酸锂、碳酸锂
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6Li2、甲酸锂、草酸锂、醋酸锂、钴酸锂、锰酸锂、硼酸锂中的至少一种。
[0016]进一步地，所述溶剂包括水、无水乙醇、N,N
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二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N
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甲基吡咯烷酮中的至少一种；和/或，
[0017]所述搅拌的速率为50～1500r/min，所述加热的温度为45～90℃，所述反应的时间为0.5～8h；和/或，
[0018]反应结束后，对反应液进行过滤、真空干燥，得到所述硝基苯甲酸锂；和/或，
[0019]所述真空干燥的温度为45～90℃，所述真空干燥的时间为8～48h。
[0020]第三方面，本专利技术提供了硝基苯甲酸锂作为正极补锂剂的应用。
[0021]进一步地，所述硝基苯甲酸锂包括对硝基苯甲酸锂、邻硝基苯甲酸锂、间硝基苯甲酸锂、2,3
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二硝基苯甲酸锂、2,4
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二硝基苯甲酸锂、2,5
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二硝基苯甲酸锂、2,6
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二硝基苯甲酸锂、3,4
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二硝基苯甲酸锂、3,5
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二硝基苯甲酸锂中的至少一种；和/或，
[0022]所述硝基苯甲酸锂的应用方法为：在制备正极浆料的过程中，将所述硝基苯甲酸锂与正极活性材料一起加入进行混浆；或者，将合成硝基苯甲酸锂的原料与正极活性材料一起加入进行混浆。
[0023]第四方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，其中，所述正极片中包括前述的补锂正极材料。
[0024]第五方面，本专利技术提供了一种用电设备，包括前述的锂离子电池。
[0025]通过本专利技术中的上述实施例中的一个实施例或多个实施例，至少可以实现如下技术效果：
[0026]1.本专利技术提供的补锂正极材料中，以硝基苯甲酸钠为补锂剂，不仅可以实现良好的正极补锂效果，同时不会导致电池内部pH值过高，因此过量添加时不会影响电池的安全性。
[0027]2.硝基苯甲酸类化合物均具有较高的理论容量，以硝基苯甲酸钠为补锂剂，即使过量添加时，也不会影响正极的理论容量；同时硝基苯甲酸锂还可以起到调节电极电位的作用。
[0028]3.硝基苯甲酸锂具有一定的亲水性，加入到正极材料中后可以提高正极的极性，从而降低正极片中过渡金属粒子在醚、氟类电解液中的溶解度，进而降低正极片在循环过程中过渡金属粒子的溶出，有利于提高电池的循环性能。
[0029]4.本专利技术中，硝基苯甲酸锂可在正极混浆过程中与正极活性物质一起直接加入，使用方法简单，可直接应用于现代化生产。
具体实施方式
[0030]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本文中术语“和/或”，仅仅是一种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这三种情况。另外，本文中字符“/”，在不做特别说明的情况下，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0032]如背景所述，相较于流程复杂安全性低，且工艺要求较高的负极补锂，正极补锂材料可以直接在正极浆料的匀浆过程中添加，无需额外的工艺改进且成本较低，因而更加适合现在的锂离子电池制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种补锂正极材料，其特征在于，包括正极活性材料和正极补锂剂，其中，所述正极补锂剂包括硝基苯甲酸锂。2.如权利要求1所述的一种补锂正极材料，其特征在于，所述正极活性材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、三元正极材料、四元正极材料、富锂锰基正极材料中的至少一种；和/或，所述硝基苯甲酸锂包括对硝基苯甲酸锂、邻硝基苯甲酸锂、间硝基苯甲酸锂、2,3
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二硝基苯甲酸锂、2,4
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二硝基苯甲酸锂、2,5
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二硝基苯甲酸锂、2,6
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二硝基苯甲酸锂、3,4
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二硝基苯甲酸锂、3,5
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二硝基苯甲酸锂中的至少一种。3.如权利要求1所述的一种补锂正极材料，其特征在于，所述补锂正极材料中，所述正极补锂剂的质量百分比为0.5wt％～5wt％。4.如权利要求1所述的一种补锂正极材料，其特征在于，所述补锂正极材料中还包括导电剂和粘结剂；和/或，所述导电剂包括碳纳米管、炭黑、导电石墨、碳纤维、石墨烯中的至少一种；和/或，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、氢化丁腈橡胶、聚四氟乙烯、聚丙烯酸中的至少一种。5.一种硝基苯甲酸锂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将硝基苯甲酸、锂源于溶剂中混合均匀，得到混合液；在持续搅拌的条件下，加热所述混合液以发生反应；其中，所述硝基苯甲酸包括对硝基苯甲酸、邻硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、2,3
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二硝基苯甲酸、2,4
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二硝基苯甲酸、2,5
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二硝基苯甲酸、2,6
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二硝基苯甲酸、3,4
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二硝基苯甲酸、3,5
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二硝基苯甲酸中的至少一种；所述锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱甜，刘永飞，苗力孝，李云明，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：