一种正极补锂材料及其制备方法、应用与流程

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。

背景技术：

1、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

1、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。

2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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。

8、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。

9、第四方面，本申请提供一种二次电池，包括上述正极。

10、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。

技术特征：

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；

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li2+xmy1oz，所述第二锂金属氧化物包括li2+xm1-y2dy2oz，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所述正极补锂材料，其特征在于，所述掺杂阳离子的元素电负性与氧元素的电负性的差值绝对值大于0.5；

6.根据权利要求2所述正极补锂材料，其特征在于，所述掺杂阳离子在包覆层中的原子个数掺杂含量为0.1％～20％；

7.一种正极补锂材料的制备方法，其特征在于，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。

8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述正极补锂材料的制备方法包括：

9.一种正极，其特征在于，包含权利要求1至6中任一项所述正极补锂材料或如权利要求7或8所述方法制备的正极补锂材料。

10.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求9所述正极。

技术总结
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。

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
受保护的技术使用者：深圳市德方创域新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15