【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池，具体涉及一种复合补锂材料及其制备方法、正极材料和二次电池。
技术介绍
1、锂离子电池补锂技术是解决活性锂损失、提升电池能量密度的重要手段之一，主要分为负极预锂和正极补锂两个方向。相比于流程复杂、安全性低、工艺要求高的负极预锂，正极补锂技术因具有高安全性、可与现有电池生产工艺兼容和适用范围广等优点受到产业界的青睐，被誉为最有前景的补锂技术。
2、正极补锂是通过在正极活性材料中添加额外的锂源进行补锂的方式。但是，目前的补锂材料存在分解电压较高和导电性较差等问题，使得补锂材料无法在低电压条件下充分释放锂离子，且补锂材料中电子和离子的传输路径较长，动力学性能表现较差。所以，在现有的补锂材料中会添加催化剂，用于降低补锂材料中富锂材料的脱锂电位。但是，大部分的催化剂自身的催化活性有限，难以达到预期的效果，为了达到提高催化效果的目的而增大用量，则会导致补锂材料的容量下降，且催化剂与富锂材料简单混合后的结合可靠性较差。所以，如何提高催化效果以降低富锂材料分解电位成为了关键问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种复合补锂材料及其制备方法、正极材料和二次电池，解决富锂材料分解电位高以及与催化剂结合强度差的问题。
2、为实现本申请的目的，本申请提供了如下的技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种复合补锂材料，包括催化载体和富锂材料；其中，催化载体包括导电基体和含金属元素催化剂，所述含金属元素催化剂负载在所述导电基体上；所述富锂材
4、本专利技术提供一种复合补锂材料，包括催化载体以及结合于其上的富锂材料，其中催化载体包括导电基体和负载于其上的含金属元素催化剂，该结构的效果包括：1)含金属元素催化剂能够有效催化富锂材料的电压平台下降，以匹配现有电池体系；2)将富锂材料负载在催化载体中，使得富锂材料可以和催化载体之间可以形成较为紧密的接触，避免二者在正极浆料中接触不良，可有效提升催化效率；3)导电基体具有导电特性，可以有效的将电子传输到催化位点或从催化位点传输电子，以此进一步提升了催化效果。
5、一种实施方式中，所述导电基体包括碳材料基体、金属化合物基体中的一种或两种；和/或，所述含金属元素催化剂包括金属单原子催化剂、金属化合物催化剂中的一种或两种。
6、一种实施方式中，所述碳材料基体包括碳纳米管、碳纳米线、碳纳米球中的一种或多种。
7、一种实施方式中，所述碳材料基体掺杂有杂原子并形成锚定位点，所述金属单原子催化剂结合于所述锚定位点上。
8、一种实施方式中，所述金属化合物基体包括过渡金属氧化物纳米管、金属氮化物纳米管、金属碳化物纳米管中的一种或多种。
9、一种实施方式中，所述金属单原子催化剂包括au、pt、pb、co、ni、mn、mo、fe中的至少一种。
10、一种实施方式中，所述金属化合物催化剂包括金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物中的至少一种。
11、一种实施方式中，所述导电基体的内部中空，部分所述富锂材料收容于所述导电基体的内部。
12、一种实施方式中，所述导电基体为多孔结构，部分所述富锂材料收容于所述多孔结构中。
13、一种实施方式中，所述导电基体包括三维骨架，部分所述富锂材料结合于所述三维骨架的外表面和/或内表面。
14、一种实施方式中，所述含金属元素催化剂包含金属单原子催化剂和金属化合物催化剂，所述金属化合物催化剂以包覆的形式负载在所述导电基体的外表面，所述金属单原子催化剂以团簇的形式负载于所述导电基体和所述金属化合物催化剂之间。
15、一种实施方式中，所述金属单原子催化剂和金属化合物催化剂在所述导电基体表面形成厚度范围为0.1nm～50nm的原子层沉积层。
16、一种实施方式中，所述金属化合物催化剂与所述金属单原子催化剂的质量比为1：(0.01～1)。
17、一种实施方式中，所述富锂材料包括有机锂化合物。
18、一种实施方式中，所述富锂材料、所述导电基体、所述含金属元素催化剂的质量比为100：(1～30)：(0.001～30)。
19、第二方面，本专利技术还提供一种复合补锂材料的制备方法，包括：在导电基体上负载含金属元素催化剂，得到催化载体；将所述催化载体与富锂材料混合，以使所述富锂材料负载在所述催化载体中，并得到复合补锂材料。
20、本专利技术提供的复合补锂材料的制备方法，通过在导电基体上沉积含金属元素催化剂得到催化载体，利用催化载体和富锂材料结合，可以利用催化载体中的含金属元素催化剂催化富锂材料的分解电压下降；而且，导电基体给含金属元素催化剂提供了更大的附着空间，从而使得复合补锂材料单位体积中的含金属元素催化剂含量更高，所以在本专利技术提供的复合补锂材料中具有更多的含金属元素催化剂，催化剂对富锂材料的催化作用增强，从而富锂材料的分解电压下降更为明显；同时，将富锂材料结合于催化载体上，使得富锂材料可以和催化剂之间可以形成较为紧密的接触，避免二者在正极浆料中接触不良，可有效提升催化效率。
21、第三方面，本专利技术还提供一种正极材料，所述正极材料包括正极活性材料和补锂材料，所述补锂材料包括第一方面所述的复合补锂材料，或所述正极材料包括第二方面所述的复合补锂材料的制备方法得到的复合补锂材料。
22、第四方面，本专利技术还提供一种二次电池，所述二次电池包括正极、负极以及设置在所述正极和所述负极之间的隔膜，所述正极包括第三方面所述的正极材料。
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1.一种复合补锂材料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合补锂材料，其特征在于，所述导电基体包括碳材料基体、金属化合物基体中的一种或两种；和/或，所述含金属元素催化剂包括金属单原子催化剂、金属化合物催化剂中的一种或两种。
3.根据权利要求2所述的复合补锂材料，其特征在于，所述碳材料基体包括碳纳米管、碳纳米线、碳纳米球中的一种或多种；和/或，
4.根据权利要求1所述的复合补锂材料，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的复合补锂材料，其特征在于，所述含金属元素催化剂包含金属单原子催化剂和金属化合物催化剂，所述金属化合物催化剂以包覆的形式负载在所述导电基体的外表面，所述金属单原子催化剂以团簇的形式负载于所述导电基体和所述金属化合物催化剂之间。
6.根据权利要求5所述的复合补锂材料，其特征在于，所述金属单原子催化剂和金属化合物催化剂在所述导电基体表面形成厚度范围为0.1nm～50nm的原子层沉积层；和/或，所述金属化合物催化剂与所述金属单原子催化剂的质量比为1：(0.01～1)。
7.根据权利要求1所述的
8.一种复合补锂材料的制备方法，其特征在于，包括：
9.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括活性材料与补锂材料，所述补锂材料包括如权利要求1-7任一项所述的复合补锂材料，或包括如权利要求8所述的复合补锂材料的制备方法得到的复合补锂材料。
10.一种二次电池，其特征在于，包括正极、负极以及设置于所述正极与负极之间的隔膜，所述正极包括如权利要求9所述的正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种复合补锂材料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合补锂材料，其特征在于，所述导电基体包括碳材料基体、金属化合物基体中的一种或两种；和/或，所述含金属元素催化剂包括金属单原子催化剂、金属化合物催化剂中的一种或两种。
3.根据权利要求2所述的复合补锂材料，其特征在于，所述碳材料基体包括碳纳米管、碳纳米线、碳纳米球中的一种或多种；和/或，
4.根据权利要求1所述的复合补锂材料，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的复合补锂材料，其特征在于，所述含金属元素催化剂包含金属单原子催化剂和金属化合物催化剂，所述金属化合物催化剂以包覆的形式负载在所述导电基体的外表面，所述金属单原子催化剂以团簇的形式负载于所述导电基体和所述金属化合物催化剂之间。
...【专利技术属性】
技术研发人员：翟金鹏，罗勇进，万远鑫，裴现一男，孔令涌，陈心怡，张顺心，
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：
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