[发明专利]锂材料、含锂材料分散液、电极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电池领域，公开了一种锂材料、含锂材料分散液、电极材料及其制备方法和应用。本发明的锂材料包括锂粉、形成在锂粉表面的氟化锂层以及形成在所述氟化锂层上的聚合物层，其中形成所述聚合物层的聚合物具有可与F原子形成氢键的基团和具有亲溶剂性的结构单元。通过使用本发明的锂材料，能够实现锂粉更加均匀地分散，减少分散不均导致的极片补锂不均，提高电池循环寿命。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及一种锂材料、含锂材料分散液、电极材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展，对车用动力电池能量密度以及安全性能的要求不断提升。预计到2025年，动力电池能量密度将达到500Wh/kg以上。随着动力电池能量密度的不断提升，现有负极材料的克容量以及压实密度已经到了极限值，因而，硅碳材料的使用将是未来一段时间的热点。与此同时，硅碳材料的首次充放电效率低、膨胀大、长循环会带来材料粉化问题、以及与相关电解液、胶的匹配问题始终困扰着相关的科研人员，严重制约了高能量密度动力电池的发展，影响人们对于长续航新能源汽车的需求。补锂、预锂化等技术作为一种切实有效的手段，在提高电芯首效，循环寿命方面等具有很大的应用前景，尤其是对于采用硅碳负极的电芯体系，效果尤其明显。

目前主要的补锂技术主要以采用锂粉、锂箔补锂，电化学补锂、补锂添加剂补锂以及正极补锂等为主要研究方向，其中锂粉补锂和超薄锂带补锂被认为是最有可能商业化的两种补锂方式。但是超薄锂带的制备过程中，对工艺和设备要求较高，需要高精度的辊压机设备及一些特定的保护膜、润滑油进行辅助；而且目前锂带厚度很难做到3um以下，如果直接采用3um以上锂带补锂，对于现有大部分体系来说是补锂过量的，在电芯循环过程中很容易导致极片析锂，造成电池短路。虽然锂粉补锂可以实现更加精准的补锂量控制，但锂粉质量较轻，极易发生团聚，且危险性更高，这就给工业化生产带来了诸多不便。对于锂粉补锂目前多采用湿法补锂，但其分散均匀性还需进一步提高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的锂粉分散均匀性还需进一步提高的问题，提供一种锂材料、含有该锂材料的分散液、含有该锂材料的电极材料及其制备方法和应用。通过使用本发明的锂材料，能够实现锂粉更加均匀地分散，减少分散不均导致的极片补锂不均，提高电池循环寿命。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面，提供一种锂材料，该锂材料包括锂粉、形成在锂粉表面的氟化锂层以及形成在所述氟化锂层上的聚合物层，其中，形成所述聚合物层的聚合物具有可与F原子形成氢键的基团和具有亲溶剂性的结构单元。

优选地，所述可与F原子形成氢键的基团通过氢键形成在所述氟化锂层上，所述亲溶剂性的结构单元位于所述锂材料的表层。

优选地；所述可与F原子形成氢键的基团选自羟基、氨基、羧基、羰基和酰胺基中的一种或多种。

优选地，所述聚合物含有接枝聚合物。

优选地；所述聚合物选自聚苯乙烯-接枝-聚丙烯酸、聚苯乙烯-接枝-羧甲基纤维素钠、聚丁烯-接枝-聚丙烯酸、聚丁烯-接枝-羧甲基纤维素钠和聚苯乙烯-丁二烯～接枝～聚丙烯酰胺中的一种或多种。

优选地，所述锂粉的粒径为1-30um。

根据本发明第二方面，提供一种含锂材料分散液，其中，所述含锂材料分散液含有本发明所述的锂材料。

根据本发明第三方面，提供一种含锂材料分散液的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：

1)准备具有氟化锂层的锂粉的步骤；

2)将具有氟化锂层的锂粉、聚合物、分散溶剂进行混合的步骤，

其中，所述聚合物具有可与F原子形成氢键的基团和具有亲溶剂性的结构单元。

优选地，所述可与F原子形成氢键的基团选自羟基、氨基、羧基、羰基和酰胺基中的一种或多种。