补锂材料、正极极片、二次电池和电子设备的制作方法

本申请涉及二次电池，具体涉及一种补锂材料、正极极片、二次电池和电子设备。

背景技术：

1、锂二次电池由于能量密度高、工作电压高、使用寿命长、自放电率低和环境友好等优点，已在终端产品(智能手机、数码相机、笔记本电脑和电动汽车等)中得到了广泛的应用。

2、在锂二次电池首次充电过程中，负极表面形成固态电解质膜(sei)会消耗大量的活性锂，导致电池的首次库伦效率和电池容量降低，故需要对锂二次电池进行补锂。然而现有的补锂材料脱锂电位较高，仅适用于高压锂离子电池体系，对于普通锂离子电池，较高的充电电压会导致电极材料的结构发生不可逆变化，进而降低电极材料的结构稳定性和电池的循环性能。因此，有必要开发一种具有较低脱锂电位的补锂材料，以减小高电压对电极材料的破坏，延长电池的使用寿命。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种补锂材料，该补锂材料具有较低的脱锂电位，能够在低电位下脱出活性锂，从而补充首次充电时消耗的活性锂，避免高电压充电对电极材料结构的破坏，提高电池的容量和循环性能。

2、本申请第一方面提供了一种补锂材料，包括化学式为li2(c2o4)a(so4)b(no3)c的化合物，其中，a+b+0.5c＝1，0＜a＜1，b≥0，c≥0。

3、本申请在草酸锂中加入一定量的掺杂离子(硫酸根和/或硝酸根)可以扩大草酸锂的晶体层间距，使草酸锂的晶体结构变得松散，降低分子间作用力，使得补锂材料分解所需的极化电压变小，进而降低补锂材料的脱锂电位，实现低充电电压下的补锂。

4、可选地，a与(b+0.5c)的比值大于或等于9。

5、可选地，b＞0且c＞0。

6、可选地，0＜b＜c。

7、可选地，1＜c/b＜10。

8、可选地，所述补锂材料的粒径为1nm～20μm。

9、可选地，所述补锂材料的粒径为0.1μm～5μm。

10、第二方面，本申请提供了一种正极极片，所述正极极片包括活性材料和如本申请第一方面所述的补锂材料。

11、可选地，所述正极极片包括集流体和设置在所述集流体上的活性材料层，所述活性材料层包括所述活性材料和所述补锂材料。

12、可选地，所述正极极片包括依次设置的集流体、正极材料层和补锂层，所述正极材料层包括所述活性材料，所述补锂层包括所述补锂材料。

13、可选地，所述补锂材料与所述活性材料的质量比为1:(5～1000)。

14、可选地，所述补锂材料与所述活性材料的质量比为1:(10～100)。

15、可选地，所述补锂材料与所述活性材料的质量比为1:(20～50)。

16、可选地，所述活性材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸锰锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钒氧锂、钒酸锂和富锂锰基材料中的一种或多种。

17、可选地，所述活性材料在所述活性材料层中的质量百分含量为80％-99.9％。

18、可选地，所述补锂材料在所述活性材料层中的质量百分含量为0.1％-15％。

19、可选地，所述活性材料层还包括导电剂和粘结剂。

20、可选地，所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素纳、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚丙烯腈和聚丙烯酸酯中的一种或多种。

21、可选地，所述导电剂包括乙炔黑、碳黑、碳纳米管、碳纳米纤维、活性炭和石墨烯中的一种或多种。

22、第三方面，本申请提供了一种二次电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，其中，所述正极包括如本申请第二方面所述的正极极片。

23、第四方面，本申请提供了一种电子设备，所述电子设备包括如本申请第三方面所述的正极极片。

技术特征：

1.一种补锂材料，其特征在于，包括化学式为li2(c2o4)a(so4)b(no3)c的化合物，其中，a+b+0.5c＝1，0＜a＜1，b≥0，c≥0。

2.如权利要求1所述的补锂材料，其特征在于，a与(b+0.5c)的比值大于或等于9。

3.如权利要求1或2所述的补锂材料，其特征在于，b＞0且c＞0。

4.如权利要求1-3任一项所述的补锂材料，其特征在于，1＜c/b＜10。

5.如权利要求1-4任一项所述的补锂材料，其特征在于，所述补锂材料的平均粒径为1nm～20μm。

6.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括活性材料和如权利要求1-5任一项所述的补锂材料。

7.如权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片包括集流体和设置在所述集流体上的活性材料层，所述活性材料层包括所述活性材料和所述补锂材料；

8.如权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述补锂材料与所述活性材料的质量比为1:(5～1000)。

9.一种二次电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述正极包括如权利要求6-8任一项所述的正极极片。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求9所述的二次电池。

技术总结
本申请提供了一种补锂材料、正极极片、二次电池和电子设备，该补锂材料包括化学式为Li<subgt;2</subgt;(C<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;)<subgt;a</subgt;(SO<subgt;4</subgt;)<subgt;b</subgt;(NO<subgt;3</subgt;)<subgt;c</subgt;的化合物，其中，a+b+0.5c＝1，0＜a＜1，b≥0，c≥0。该补锂材料具有较低的脱锂电位，能够在低电位下脱出活性锂，从而补充首次充电时消耗的活性锂，避免高电压充电对电极材料结构的破坏，提高电池的容量和循环性能。

技术研发人员：潘驭一,焦晓朋,李娜,江正福,扶梅
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19