[发明专利]正极富锂复合极片及其制备方法与应用

说明书

本申请涉及锂离子电池正极材料技术领域，尤其涉及一种正极富锂复合极片及其制备方法与应用；提供了一种正极富锂复合极片，所述正极富锂复合极片包含正极集流体和位于所述正极集流体上的正极复合物质层，其中，所述正极复合物质层中分布有富锂材料，至少在所述正极复合物质层的表层还分布有疏水有机材料，且疏水有机材料选自能够溶解于电解液的疏水有机材料；所含的疏水有机材料能够起到隔绝空气中的水和二氧化碳等有害成分的作用，从而有效保证正极复合物质层所含的富锂材料的稳定性能，且能够溶解于电解液中，达到对电池正极进行补锂的作用，提高其电化学性能的稳定性。

技术领域

本申请属于锂离子电池正极材料技术领域，尤其涉及一种正极富锂复合极片及其制备方法与应用。

背景技术

20世纪60、70年代的石油能源危机问题迫使人们去寻找新的可替代的新能源。锂离子电池因其具备较高的工作电压与能量密度、相对较小的自放电水平、无记忆效应、无铅镉等重金属元素污染、超长的循环寿命等优点，被认为是最具应用前景的能源之一。

锂离子电池在首次充电过程中，负极表面通常伴随着固态电解质膜SEI膜的形成，这个过程会消耗大量的Li+，意味着从正极材料脱出的Li+部分被不可逆消耗，对应电芯的可逆比容量降低。负极材料特别是硅基负极材料则会进一步消耗Li+，造成首次过低的库伦效率。

为改善由于负极不可逆损耗引起的低库伦效率问题，除在负极材料、极片预锂化外，对正极进行补锂同样可以达到高能量密度的要求。富锂铁系材料理论容量高达867mAh/g，工作电压窗口与常规锂离子电池一致，且在后期基本不参与电化学过程，是一种具有广阔前景的补锂添加剂。然而正极补锂材料Li₅FeO₄对环境适应性苛刻，极易与环境水分接触反应在表层形成大量的残碱；尽管CN 110459748公开了一种碳包覆铁酸锂材料及其制备方法。通过采用碳源进行气相包覆隔绝外界环境，缓解铁酸锂和空气中的水接触从而提高材料稳定性；尽管如此，包覆层始终难以彻底隔绝与空气中的水接触，导致材料和电池极片变质失效，不利于广泛应用。

发明内容

本申请的目的在于提供一种正极富锂复合极片及其制备方法与应用，旨在解决现有技术中含富锂的正极复合极片材料易吸水、被氧化导致变质失效的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种正极富锂复合极片，正极富锂复合极片包含正极集流体和位于正极集流体上的正极复合物质层，其中，正极复合物质层中包括富锂材料，至少在正极复合物质层的表层还分布有疏水有机材料，且所述疏水有机材料选自能够溶解于电解液的疏水有机材料。

第二方面，本申请提供一种正极富锂复合极片的制备方法，包括如下步骤：

配制形成正极复合物质层的正极活性浆料；其中，正极活性浆料包括富锂材料和疏水有机材料；

将正极活性浆料涂覆在正极集流体表面，依次进行辊压、干燥处理，得到正极富锂复合极片。

第三方面，本申请提供一种二次电池，二次电池包含正极富锂复合极片。

本申请第一方面提供的正极富锂复合极片的正极复合物质层的表层分布有疏水有机材料，其起到隔绝空气中的水和二氧化碳等有害成分的作用，从而有效保证正极复合物质层所含的富锂材料的稳定性能，从而提高了正极富锂复合极片在储存过程中与水汽隔绝的效果，提高其电化学性能的稳定性，并且该疏水有机材料选自能够溶解于电解液的疏水有机材料，在组装形成电池后，可溶解于电解质中，达到对电池正极进行补锂的作用，确保不影响富锂材料的锂脱出，提高电池的使用寿命，保持电池体系内锂离子的充裕，提高电池首效和整体电化学性能，解决了富锂材料符合极片易于吸水变质问题，提高了极片加工稳定性，保证了富锂复合极片的克容量发挥，实现真正意义上的高效补锂。