一种正极补锂材料及其制备方法、应用技术

本申请属于电池技术领域，尤其涉及一种正极补锂材料及其制备方法、应用。该正极补锂材料包括锂金属氧化物，所述锂金属氧化物中的金属离子包括锂离子、掺杂阳离子和M离子，所述M选自IB至VIIIB、IVA族和VA族中的至少一种金属元素，所述掺杂阳离子的元素电负性小于所述M离子的元素电负性。本申请的正极补锂材料能够抑制气体产生，改善正极补锂材料产气高的问题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种正极补锂材料及其制备方法、应用


[0001]本申请属于电池
，尤其涉及一种正极补锂材料及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池在首次充放电过程中，电池负极的表面会产生大量的固体电解质界面膜，消耗电池中有限的锂离子和电解液，造成不可逆容量损失，降低锂离子二次电池的能量密度，且降低了电极材料的充放电效率，限制了锂离子电池的应用。现有技术中，通过在正极材料中添加补锂材料，能够有效补偿锂电池的首次不可逆容量损失。然而现有的补锂材料结构不稳定，在首次充电过程中容易产生气体，且表面存在的残碱物质(例如碳酸盐)在高温情况下可能会与电解液发生反应，生成二氧化碳等气体物质，导致电池产气增大或者电池阻抗增大，最终引起电池性能的下降。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种正极补锂材料及其制备方法、应用，旨在解决正极补锂材料产气高的问题。
[0004]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
[0005]第一方面，本申请提供一种正极补锂材料，所述正极补锂材料包括锂金属氧化物，所述锂金属氧化物中的金属离子包括锂离子、掺杂阳离子和M离子，所述M选自IB至VIIIB、IVA族和VA族中的至少一种金属元素，所述掺杂阳离子的元素电负性小于所述M离子的元素电负性。
[0006]本申请实施例中，正极补锂材料中含有掺杂阳离子，掺杂阳离子较其他金属(除锂之外的其他金属)具有更低的电负性，与氧具有更强的结合能力，并难以解离，故可与氧紧密结合，从而抑制氧的解离，进而抑制气体产生此，本申请实施例通过对正极补锂材料进行特定的设计，可以提高锂电池的安全性能和电化学性能。
[0007]第二方面，本申请提供一种正极补锂材料的制备方法，包括：将锂源、非锂金属源按比例进行混合处理，在惰性气氛下进行烧结处理；其中所述非锂金属源包括M源和掺杂阳离子源，所述M选自IB至VIIIB、IVA族和VA族中的至少一种金属元素，所述掺杂阳离子的元素电负性小于所述M的元素电负性。
[0008]本申请实施例的正极补锂材料包括锂金属氧化物，只需通过简单的烧结处理即可得到，制备方法简单。
[0009]第三方面，本申请提供一种正极，包含上述正极补锂材料或如上述方法制备的正极补锂材料。
[0010]本申请实施例的正极补锂材料能够抑制产气，因此含有该正极补锂材料的正极具有产气低的效果，能够提高锂电池的安全性能和电化学性能。
[0011]第四方面，本申请提供一种二次电池，包括上述正极。
[0012]上述正极含有本申请的正极补锂材料，具有产气低的效果，因此含有上述正极的
二次电池具有很好的安全性能和电化学性能。
具体实施方式
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
[0019]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0020]本申请实施例第一方面提供一种正极补锂材料，该正极补锂材料包括锂金属氧化物，锂金属氧化物中的金属离子包括锂离子、掺杂阳离子和M离子，M选自IB至VIIIB、IVA族和VA族中的至少一种金属元素，所述掺杂阳离子的元素电负性小于M离子的元素电负性。
[0021]“电负性”表示元素的原子在化合物中吸引电子的能力，元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强；元素的电负性越小，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越弱，同时给出电子的倾向越大。氧元素的电负性为3.5，金属元素的电负性均较氧元素的小。即，金属元素普遍具有较氧元素更弱的电子吸引能力。电负性越小的金属元素，其给出电子的倾向越大，而氧元素又具有很强的吸电子能力；那么，在其与氧元素同处于同一化合物的情况下，氧元素表现出很强的吸电子能力，而该金属元素则表现出很强的给电子能力，因此，其与氧元素具有更强的结合作用。即，金属元素的电负性越小，其与氧元素的结合作用更强。
[0022]IB至VIIIB族，指的是元素周期表中第3～12列的元素，包括IIIB、IVB、VB、VIB、
VIIB、VIII和IB、IIB族，这部分元素主要为过渡金属元素。IVA族和VA族，指的是元素周期表第13、14列的元素。
[0023]本申请实施例中，正极补锂材料中含有掺杂阳离子，掺杂阳离子相较其他金属(除锂之外的其他金属)具有更低的电负性，与氧具有更强的结合能力，并难以解离，故可与氧紧密结合，从而抑制氧的解离，进而抑制气体产生。因此，本申请实施例通过对正极补锂材料进行特定的设计，可以提高锂电池的安全性能和电化学性能。
[0024]在一些实施方式中，锂金属氧化物具有核壳结构，包括内核和包覆在所述内核表面的包覆层；内核包括第一锂金属氧化物，包覆层包括第二锂金属氧化物；第二锂金属氧化物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极补锂材料，其特征在于，所述正极补锂材料包括锂金属氧化物，所述锂金属氧化物中的金属离子包括锂离子、掺杂阳离子和M离子，所述M选自IB至VIIIB、IVA族和VA族中的至少一种金属元素，所述掺杂阳离子的元素电负性小于所述M离子的元素电负性。2.根据权利要求1所述正极补锂材料，其特征在于，所述锂金属氧化物具有核壳结构，包括内核和包覆在所述内核表面的包覆层；所述内核包括第一锂金属氧化物，所述包覆层包括第二锂金属氧化物；所述第二锂金属氧化物中的金属离子包括锂离子、掺杂阳离子和M离子。3.根据权利要求2所述正极补锂材料，其特征在于，所述第二锂金属氧化物中的锂原子个数小于或者等于所述第一锂金属氧化物中的锂原子个数；和/或，所述第一锂金属氧化物包括Li
a
A
b
O
c
，其中3＜a≤8，0＜b≤5，0＜c＜13，所述A选自IB至VIIIB、IIIA族、IVA族和VA族中的至少一种金属元素；和/或，所述第二锂金属氧化物包括Li
2+x
M1‑
y2
D
y2
O
z
；其中
‑
0.5≤x≤0.2，0＜y2＜1，0＜z＜3；所述D为掺杂阳离子。4.根据权利要求2或3所述正极补锂材料，其特征在于，所述第一锂金属氧化物包括Li
2+x
M
y1
O
z
，所述第二锂金属氧化物包括Li
2+x
M1‑
y2
D
y2
O
z
，其中
‑
0.5≤x≤0.2，0＜y1≤1，0＜y2＜1，0＜z＜3；所述D为掺杂阳离子。5.根据权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭旗清，万远鑫，孔令涌，裴现一男，戴浩文，骆文森，赖日鑫，
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：