【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，特别涉及一种正极补锂复合物、正极片及其制备方法及锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池因具有高比能量和良好的循环性能而被广泛应用。遗憾的是，在首次充电过程中，负极表面不可避免地会消耗部分锂离子生成固态电解质界面膜，从而导致不可逆的容量损失，大大削减了电池的能量密度和循环寿命。目前，补锂技术被广泛研究以解决锂离子损耗导致的能量密度降低问题。
2、目前的补锂技术可分为正极补锂和负极补锂。负极补锂技术是通过在负极材料中引入锂源来补偿首次充电过程中形成sei膜消耗的锂离子，方法虽然多样且有效，但是目前大都存在工艺复杂的问题，故不能得到广泛应用。而正极补锂方法只需要对正极浆料进行改良，能很好的契合锂离子电池的工艺流程，具有易于合成、价格低廉、补锂效果良好等优点，已经在商业上被广泛应用。常见的正极补锂方法是在正极浆料中直接加入补锂添加剂作为额外锂源，而作为补锂添加剂也应该具备以下性质：(1)脱锂电压与嵌锂电压应分别低于正极材料的充电与放电截止电压；(2)本身不具有电化学活性；(3)化学性质应与电池体系兼容；(4)分解产物不会对电池性能有负面影响。
3、目前的补锂添加剂可以分为二元补锂添加剂、三元补锂添加剂和有机补锂添加剂，其中二元补锂添加剂主要是指二元锂化物，如氧化锂(li2o)、过氧化锂(li2o2)、氟化锂(lif)、氮化锂(li3n)、硫化锂(li2s)、磷化锂(li3p)等。它们一般具有较高的理论比容量，而且易于制备，是很有潜力的补锂材料。然而，二元锂化物的环境稳定性差，容易与大气中
4、可见，现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供正极补锂复合物、正极片及其制备方法及锂离子电池，旨在解决现有技术中二元锂化物作为正极补锂剂存在分解电压高、环境稳定性差的缺陷。
2、为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：
3、一种正极补锂复合物，其中，所述复合物为具有双层外壳的核壳结构，包括核和设置于核外的第一外壳和第二外壳，所述核为二元锂化物，所述第一外壳为具有较好导电性的催化剂，所述第二外壳为有机聚合物。
4、所述的正极补锂复合物中，所述二元锂化物、催化剂、有机聚合物的质量比为1︰(0.3～2)︰(0.3～3)。
5、所述的正极补锂复合物中，所述二元锂化物包括li2o、li2o2、lif、li2s、li3p、li3n中的一种或几种的组合。
6、所述的正极补锂复合物中，所述催化剂为氧化石墨烯、导电炭黑、科琴黑、碳纳米管中的一种或几种的组合，或者，所述催化剂为fe、cu、co、ni中的一种或几种的组合。
7、所述的正极补锂复合物中，所述有机聚合物包括聚二乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚乙烯醇中的一种或几种的组合。
8、一种正极补锂液的制备方法，其中，所述正极补锂液中含有如上所述的正极补锂复合物，所述方法包括步骤：将二元锂化物和催化剂依次溶解于有机溶剂中，搅拌，得到含补锂复合物的溶液；加入有机聚合物，继续搅拌，使有机聚合物充分包覆于补锂复合物的表面，得到含正极补锂复合物的正极补锂液。
9、一种具有补锂作用的正极片，其中，包括集流体、设置于集流体表面的正极活性材料、附着于正极活性材料表面的正极补锂复合物；所述正极补锂复合物为如上所述的正极补锂复合物。
10、一种正极片的制备方法，其中，用于制备如上所述的具有补锂作用的正极片，所述方法包括：将正极活性物与导电剂、粘结剂及溶剂混合，得到正极浆料；将正极浆料涂覆于集流体表面，干燥，得到正极活性材料；将正极补锂液滴加于正极活性材料上，所述正极补锂液为上所述的正极补锂液的制备方法制备得到的正极补锂液；蒸发有机溶剂后，得到具有补锂作用的正极片。
11、所述的正极片的制备方法中，所述正极补锂液的滴加量为正极活性物质量的1～10wt％。
12、一种锂离子电池，其中，所述锂离子电池的正极片为如上所述的具有补锂作用的正极片。
13、有益效果：
14、本专利技术提供了一种正极补锂复合物，该正极补锂复合物以二元锂化物作为核、以导电性好的催化剂作为第一外壳、以有机聚合物作为第二外壳，通过催化剂改变二元锂化物表面电荷，使其能带变得连续并具备金属特性，促进电子传导，从而在室温下成功降低分解电压，释放出锂离子以弥补不可逆容量损失；再通过有机聚合物在有机溶剂中进行二次包覆，增强催化剂和二元锂化物之间的反应，同时保护二元锂化物免于暴露在大气中，具有更好的环境稳定性。
15、本专利技术第二方面提供了一种正极补锂液的制备方法，该制备方法工艺简单，在常温下通过搅拌即可实现，并且是在溶液中进行，因此避免了干法制备补锂剂的安全风险。
16、本专利技术第三专利技术提供了一种具有补锂作用的正极片，该正极片的表面附着有正极补锂复合物，当其应用于锂离子电池时，可有效提高电池的能量密度和循环性能，弥补硬碳、硅基等负极材料首次库伦效率低的缺陷。
17、本专利技术第四专利技术还提供了一种正极片的制备方法，该制备方法无需改变正极片原有的制备工艺，只需在正极活性材料表面滴加正极补锂液即可实现，步骤简单，易于实现，并且滴加的方式能更好的控制正极补锂复合物的添加量，便于适应不同负极的补锂需求，同时避免了干法补锂的安全风险。
18、本专利技术第五方面还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池采用了具有补锂作用的正极片，该正极片可提高电池初始比充电容量和比放电容量，有效提高电池的能量密度，弥补了首次库伦效率低的硬碳、硅基作为负极材料的缺陷，使这类材料得到应用。
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1.一种正极补锂复合物，其特征在于，所述复合物为具有双层外壳的核壳结构，包括核和设置于核外的第一外壳和第二外壳，所述核为二元锂化物，所述第一外壳为具有较好导电性的催化剂，所述第二外壳为有机聚合物。
2.根据权利要求1所述的正极补锂复合物，其特征在于，所述二元锂化物、催化剂、有机聚合物的质量比为1︰(0.3～2)︰(0.3～3)。
3.根据权利要求2所述的正极补锂复合物，其特征在于，所述二元锂化物包括Li2O、Li2O2、LiF、Li2S、Li3P、Li3N中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求2所述的正极补锂复合物，其特征在于，所述催化剂为氧化石墨烯、导电炭黑、科琴黑、碳纳米管中的一种或几种的组合，或者，所述催化剂为Fe、Cu、Co、Ni中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求2所述的正极补锂复合物，其特征在于，所述有机聚合物包括聚二乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚乙烯醇中的一种或几种的组合。
6.一种正极补锂液的制备方法，其特征在于，所述正极补锂液中含有如权利要求1-5任一项所述的正极补锂复合物，所述方法包括步骤：
7.一种具有补锂作用的正极片，其特征在于，包括集流体、设置于集流体表面的正极活性材料、附着于正极活性材料表面的正极补锂复合物；所述正极补锂复合物为如权利要求1-5任一项所述的正极补锂复合物。
8.一种正极片的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求7所述的具有补锂作用的正极片，所述方法包括：将正极活性物与导电剂、粘结剂及溶剂混合，得到正极浆料；将正极浆料涂覆于集流体表面，干燥，得到正极活性材料；将正极补锂液滴加于正极活性材料上，所述正极补锂液为如权利要求6或7所述的正极补锂液的制备方法制备得到的正极补锂液；蒸发有机溶剂后，得到具有补锂作用的正极片。
9.根据权利要求8所述的正极片的制备方法，其特征在于，所述正极补锂液的滴加量为正极活性物质量的1～10％。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的正极片为如权利要求7所述的具有补锂作用的正极片。
...【技术特征摘要】
1.一种正极补锂复合物，其特征在于，所述复合物为具有双层外壳的核壳结构，包括核和设置于核外的第一外壳和第二外壳，所述核为二元锂化物，所述第一外壳为具有较好导电性的催化剂，所述第二外壳为有机聚合物。
2.根据权利要求1所述的正极补锂复合物，其特征在于，所述二元锂化物、催化剂、有机聚合物的质量比为1︰(0.3～2)︰(0.3～3)。
3.根据权利要求2所述的正极补锂复合物，其特征在于，所述二元锂化物包括li2o、li2o2、lif、li2s、li3p、li3n中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求2所述的正极补锂复合物，其特征在于，所述催化剂为氧化石墨烯、导电炭黑、科琴黑、碳纳米管中的一种或几种的组合，或者，所述催化剂为fe、cu、co、ni中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求2所述的正极补锂复合物，其特征在于，所述有机聚合物包括聚二乙醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚乙烯醇中的一种或几种的组合。
6.一种正极补锂液的制备方法，其特征在于，所述正极补锂液中含有如权利要求1-5任一项所述的正极补锂复合物，所述方法包括步...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴孟强，刘港，方梓烜，徐自强，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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