一种正极补锂材料及其制备方法和锂离子电池、储能装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种正极补锂材料，化学成分为LixNiyCO3；其中，1.9≤x≤1.99，0.005≤y≤0.05，且x+2y＝2。该正极补锂材料的制备方法，先将碳酸锂与镍源混合，球磨，得到混合物；再将该混合物预烧结，熔融混合，得到前驱体；前驱体在高压下压结成块，然后高温烧结，之后粉碎，得到所述正极补锂材料。本发明专利技术提供的制备方法可促进锂镍混排反应发生，将微量镍引入到碳酸锂中，将碳酸锂的分解电位从4.75V降低到4.3V以下。该正极补锂材料具有补锂容量高，空气稳定性好，几乎无残留的特点，添加本发明专利技术所述的正极补锂材料后，可提升电池的循环性能和能量密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无机材料，尤其涉及一种无机正极补锂材料及其制备方法和锂离子电池、储能装置。

技术介绍

1、采用牺牲型无机正极补锂材料可有效补偿活性锂的损耗，从而提升锂离子电池的能量密度和循环性能。近年来，研究人员开发出了多种正极补锂材料，如氧化锂、氮化锂、硫化锂、富锂铁酸锂、富锂镍酸锂等。然而，上述补锂材料在空气中稳定性差，易吸水易分解，难以适应大规模工业生产应用。此外，富锂铁酸锂、富锂镍酸锂等材料补锂容量低，在分解后会有大量的铁氧化物、镍氧化物残留，对电池造成负面影响。

2、碳酸锂的理论比容量可达724mah/g，若扣除分解产生的气体成分的重量，其理论比容量接近金属锂，具有比容量高、空气稳定性好、无残留、成本低的特点，是一种很有潜力的正极补锂材料。但是，碳酸锂的电化学分解电位过高，其脱锂平台在4.75v以上，超出了常规锂离子电池的充电上限电压，导致其无法实际应用。

3、研究人员发现，将碳酸锂负载在具有催化活性的金属或其氧化物的基底(或框架)上，可降低碳酸锂的分解电位。如一种现有技术，将纳米碳酸锂封闭在四氧化三钴中，制成阴极，获得了较本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种正极补锂材料，其特征在于：所述正极补锂材料的化学成分为LixNiyCO3；其中，1.9≤x≤1.99，0.005≤y≤0.05，且x+2y＝2。

2.如权利要求1所述的正极补锂材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的正极补锂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的镍源为镍的碳酸盐或氢氧化物。

4.如权利要求2所述的正极补锂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中碳酸锂中锂元素与镍源中的镍元素的摩尔比为(1.9～1.99):(0.005～0.05)。

5.如权利要求2所述的正极补锂材料的制备方法，其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种正极补锂材料，其特征在于：所述正极补锂材料的化学成分为lixniyco3；其中，1.9≤x≤1.99，0.005≤y≤0.05，且x+2y＝2。

2.如权利要求1所述的正极补锂材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的正极补锂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的镍源为镍的碳酸盐或氢氧化物。

4.如权利要求2所述的正极补锂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中碳酸锂中锂元素与镍源中的镍元素的摩尔比为(1.9～1.99):(0.005～0.05)。

5.如权利要求2所述的正极补锂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中球磨转速为400rpm～800rpm，球磨时间为40h～60h；所述步骤3中压结成块采用的高压压力为5mpa～20mpa，保压时间为1min～5min。

6.如权利要求2所述的正极补锂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中预烧结温度为230℃～260℃，保温1h～3h。

7.如权利要求2所述的正极补锂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤4中高温烧结温度为750℃～950℃，保温12h～36h。

8.如权利要求2所述的正极补锂材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2和步骤4的烧结过程须在二氧化碳气氛中进...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆飞，齐宇阳，金成龙，张姝玮，方宗意，孙梦婷，王朋，周舟，王亚琴，王维，
申请(专利权)人：武汉中原长江科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：