复合正极及其制备方法、锂离子电池与流程

本申请涉及电池，特别是涉及一种复合正极及其制备方法、锂离子电池。

背景技术：

1、基于当前环保的要求，采用动力电池作为动力源的新能源汽车飞速发展，采用三元材料或富锰材料作为正极是现在的主流技术手段，但是三元材料或富锰材料中的锰离子等过渡金属离子易脱出，造成过渡金属沉积在电极上，消耗活性锂离子，造成电池容量下降，循环性能劣化。

2、相关技术中，常在电解液内加入添加剂，添加剂在化成时会分解形成cei膜或sei膜，cei膜或sei膜可以阻止电解液与电极的接触并降低过渡金属的溶解。然而添加剂需与电解液的溶液适配，存在添加剂溶解度差的问题，并且电解液中添加剂的数量有限，无法准确控制添加剂在正极侧或负极侧进行反应，优先在负极形成sei膜就会影响在正极形成cei膜，影响到正极的循环性能。

技术实现思路

1、基于此，针对上述问题，本申请提供一种复合正极及其制备方法、锂离子电池，以改善正极的循环性能。

2、本申请的第一方面提供了一种复合正极，包括：正极材料层；及保护层，保护层设置在正极材料层的表面，保护层包括添加剂，添加剂能够在预设化成条件下于正极材料层的表面形成cei膜；其中，添加剂为锂盐。

3、上述复合正极通过在正极材料层的表面设置保护层，并通过保护层中的添加剂在预设化成条件下于正极材料层的表面形成cei膜，保护层和cei膜为正极材料层提供了双重保护，防止电解液和正极材料层的接触，降低过渡金属的溶解度，并且无需再考虑电解液和添加剂之间的溶解度，有效提高复合正极的循环性能，进而改善电池的循环性能。

4、在其中一个实施例中，预设化成条件包括化成电压u满足u≥4.2v。

5、在其中一个实施例中，锂盐包括二氟草酸磷酸锂、碳酸锂、氟化锂、二氟草酸硼酸锂、高氯酸锂，六氟砷酸锂，四氟硼酸锂，六氟磷酸锂，三氟甲基磺酸锂，双三氟甲烷磺酰亚胺锂，二（三氟甲基磺酰）亚胺锂，双草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐、六氟砷酸锂、二氟磷酸锂、二氟二草酸磷酸锂、（氟磺酰）（正全氟丁基磺酰）亚胺锂、双（五氟乙基磺酰基）亚氨基锂、双（氟代丙二酸）硼酸锂、双（2-甲基-2-氟丙二酸）硼酸锂、4,5-二氰基-2-三氟甲基-咪唑锂中的一种或多种。

6、在其中一个实施例中，添加剂在保护层中的质量分数为1%-45%。

7、在其中一个实施例中，保护层的厚度为0.1μm-25μm。

8、在其中一个实施例中，保护层还包括固态电解质和粘结剂，固态电解质和粘结剂能够形成供添加剂分解的骨架并提供cei膜的形成位置。

9、在其中一个实施例中，固态电解质包括氧化物固态电解质和聚合物固态电解质中的至少一种。

10、在其中一个实施例中，正极材料层包括活性材料，活性材料包括镍、锰、钴元素中的至少一种。

11、本申请的第二方面提供了一种如上述的复合正极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将添加剂和溶剂混合，形成保护层前体；将保护层前体涂布在正极材料层表面，形成第一中间产物；将第一中间产物烘烤处理，得到第二中间产物；将第二中间产物进行压制，得到复合正极。

12、本申请的第三方面提供了一种锂离子电池，锂离子电池包括如上述的复合正极、负极以及隔膜。

技术特征：

1.一种复合正极，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的复合正极，其特征在于，所述预设化成条件包括化成电压u满足u≥4.2v。

3.根据权利要求1所述的复合正极，其特征在于，所述锂盐包括二氟草酸磷酸锂、碳酸锂、氟化锂、二氟草酸硼酸锂、高氯酸锂，六氟砷酸锂，四氟硼酸锂，六氟磷酸锂，三氟甲基磺酸锂，双三氟甲烷磺酰亚胺锂，二（三氟甲基磺酰）亚胺锂，双草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐、六氟砷酸锂、二氟磷酸锂、二氟二草酸磷酸锂、（氟磺酰）（正全氟丁基磺酰）亚胺锂、双（五氟乙基磺酰基）亚氨基锂、双（氟代丙二酸）硼酸锂、双（2-甲基-2-氟丙二酸）硼酸锂、4,5-二氰基-2-三氟甲基-咪唑锂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的复合正极，其特征在于，所述添加剂在所述保护层中的质量分数为1%-45%。

5.根据权利要求1所述的复合正极，其特征在于，所述保护层的厚度为0.1μm-25μm。

6.根据权利要求1所述的复合正极，其特征在于，所述保护层还包括固态电解质和粘结剂，所述固态电解质和所述粘结剂能够形成供所述添加剂分解的骨架并提供所述cei膜的形成位置。

7.根据权利要求6所述的复合正极，其特征在于，所述固态电解质包括氧化物固态电解质和聚合物固态电解质中的至少一种。

8.根据权利要求1-7任一项所述的复合正极，其特征在于，所述正极材料层包括活性材料，所述活性材料包括镍、锰、钴元素中的至少一种。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的复合正极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求1-8任一项所述的复合正极、负极以及隔膜。

技术总结
本申请涉及一种复合正极及其制备方法、锂离子电池。该复合正极包括：正极材料层；及保护层，保护层设置在正极材料层的表面，保护层包括添加剂，添加剂能够在预设化成条件下于正极材料层的表面形成CEI膜；其中，添加剂为锂盐。通过在正极材料层表面设置保护层，并通过保护层中的添加剂在预设化成条件下于正极材料层的表面形成CEI膜，保护层和CEI膜为正极材料层提供了双重保护，防止电解液和正极材料层的接触，降低过渡金属的溶解度，并且无需再考虑电解液和添加剂之间的溶解度，有效提高复合正极的循环性能，进而改善电池的循环性能。

技术研发人员：张雪,戴文,张捷
受保护的技术使用者：清陶（昆山）能源发展股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24