[发明专利]一种高容量复合型正极补锂剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高容量复合型正极补锂剂及其制备方法，该复合型正极补锂剂以Li₂O为补锂剂主体，在其表面通过蒸发溶剂包覆一层含金属M的化合物，再经高温反应在Li₂O表面原位生成可脱锂的Li_xM_yO_z包覆层，从而避免了Li₂O与空气的直接接触，提高了稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高容量复合型正极补锂剂及其制备方法。

背景技术

锂离子电池现已得到广泛的应用，数码领域、电动工具、二轮车及电动汽车都已选用锂离子电池作为主要的动力源。但随着各使用领域对锂离子电池能量密度要求的提高，锂离子电池的各项性能也在不断进行改进。在首次充放电过程中，锂离子电池正极端的锂会脱出并向负极方向迁移，而锂离子在到达负极后并没有全部嵌入到负极中，会有一部分在负极表面为SEI膜的形成提供锂源而被消耗，因此会导致锂离子电池的能量密度降低，为了弥补这一部分损失的锂会尝试在正极端加入补锂剂，专利CN111769288介绍了一种Li₅FeO₄补锂剂，具有较高的补锂容量，但其制备方法复杂成本高。专利CN111900501A介绍了一款Li₃N改性后补锂剂，但Li₃N非常不稳当，在空气中易分解。

发明内容

本发明主要在于提供一种高容量复合型正极补锂剂及其制备方法，旨在解决现有补锂剂不稳定、制备方法复杂的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供的一种高容量复合型正极补锂剂，其特征在于，所述正极补锂剂的核心为Li₂O，Li₂O表面紧密包覆了一层可脱锂的Li_xM_yO_z，其中1≤x≤4，1≤y≤5，2≤z≤12，M包括Ni、Ti、Al中的一种或多种。

为了实现上述目的，本发明提供的一种制备如上述所述的高容量复合型正极补锂剂的方法，包括以下步骤：

1)将Li₂O分散到乙醇中得到混合溶液A，并其置于水浴加热，持续保持搅拌防止沉降；

2)将金属M盐溶于乙醇中，形成溶液B；

3)在混合溶液A搅拌一段时间后，将溶液B倒入A中，搅拌一定时间后启动升温，边搅拌边蒸发乙醇；

4)乙醇蒸发完毕后，将固体粉末置于气氛炉中通入气体进行高温烧结，将烧结后的块状产物通过打散过筛得到核心为Li₂O表面包覆Li_xM_yO_z的高容量复合型正极补锂剂。

优选地，所述步骤1)中，Li₂O与乙醇的质量比在1:10～1:5之间。

优选地，所述步骤2)中，金属M盐包括异丙醇镍、异丙醇钛、异丙醇铝、醋酸镍中的一种或多种。

优选地，金属M盐用量为Li₂O用量的0.05～5％。

优选地，所述步骤3)中，混合溶液A搅拌时间2～10min，温度升至45℃后加入溶液B，搅拌20～10min后开始升温60～100℃。

优选地，所述步骤4)中，通入气体为惰性气体或者氧气。

优选地，所述步骤4)中，烧结温度为500～800℃，保温时间为4～15h。