[发明专利]一种补锂剂、正极极片、隔离膜及锂离子电池

说明书

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种补锂剂、正极极片、隔离膜及锂离子电池。所述补锂剂包括内核和有机‑无机复合保护层，所述内核包括富锂化合物，所述有机‑无机复合保护层包括聚合物和含硅氧键的无机化合物。本发明提供的补锂剂的内核表面包覆有机‑无机复合保护层，既可起到较好的包覆效果，也可以使内核与空气/氧气隔离，又可在注液后释放内核参与负极成膜反应，在负极表面形成SEI膜，减小了正极的不可逆锂消耗，故初始放电容量得以提高。同时，补充的内核也可成为活性锂，当循环过程中活性锂不足时，这些储存到负极中的活性锂能够及时参与到电化学反应中，减少容量的衰减，从而延长电池寿命。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种补锂剂、正极极片、隔离膜及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池目前存在的普遍问题是在首次充电过程中会消耗大量从正极脱出的锂离子来 形成负极表面的SEI膜。其次，锂离子电池在正常使用过程中也会持续消耗活性锂。以上会 导致电芯初始容量降低及电池寿命减少。尤其是硅碳负极锂离子电池中由于硅碳负极首次库 伦效率低，首次充放电会有高达40％左右的SEI成膜消耗导致的不可逆容量损失。

针对锂离子电池负极SEI膜消耗活性锂导致电池初始容量降低及寿命减少的现象，目前 的解决方案有以下三种：(1)负极富锂方法：包括通过特殊工艺在电池组装之前使得负极 SEI膜优先形成，或将锂金属辊压到负极极片上以提供额外锂源。此类方法对生产环境要求 严苛，工艺流程繁琐，且有一定的安全和性能风险。(2)正极富锂方法：包括提高首次充电 电压或正极添加补锂剂以增大正极的首次不可逆的脱锂量。目前通用的正极补锂剂是高克容 量的低电压材料，利用这类材料在高电压下脱锂的结构不可逆性，可实现补锂功效。但是由 于常规正极活性物质或普通补锂剂的克容量相对较低，正极需要涂覆较多的活性物质才能满 足SEI成膜所需，对电芯的各项性能会有不利影响。(3)隔离膜的补锂方法：在隔离膜结构 上引入补锂添加剂因为补锂剂对环境要求稍高，热稳定性相对较差，而隔离膜的处理工艺相 对正负极极片要简单，烘烤温度也远低于正负极极片，具有一定优势，但有可能影响隔膜的 Li⁺透过能力，影响电芯的动力学性能，产生首次库伦效率不高和循环寿命恶化等问题。

因此，亟需提供一种具有优良综合性能的补锂剂，用于提高锂离子电池的首次库伦效率。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种补锂剂、正极极片、隔离膜及锂 离子电池，补锂剂适用于正极极片和隔离膜，提高电芯的首次库伦效率及寿命。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一方面提供一种补锂剂，包括内核和有机- 无机复合保护层，内核包括富锂化合物，有机-无机复合保护层包括聚合物和含硅氧键的无 机化合物。

本发明的另一方面提供一种正极极片，正极极片包括集流体和正极活性物质层，正极活 性物质层包括正极活性物质和本发明的补锂剂。

本发明的另一方面提供一种隔离膜，包括基膜和富锂陶瓷层，富锂陶瓷层包括陶瓷粉体 和本发明的补锂剂。

本发明的另一方面提供一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔设置于正极极 片和负极极片之间的隔离膜、电解液及壳体，所述正极极片为本发明前述的正极极片。

本发明的另一方面提供一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔设置于正极极 片和负极极片之间的隔离膜、电解液及壳体，所述隔离膜为本发明前述的隔离膜。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：