[发明专利]一种锂离子电池补锂剂及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种含氮杂环化合物，其特征在于，具有式(I)所示结构：

其中，1≤n≤5；

所述R₁、R₂、R₃、R₄各自独立的选自H、-OLi或-CN；

所述R₁、R₂、R₃、R₄中，至少有两个为-OLi。

2.根据权利要求1所述的含氮杂环化合物，其特征在于，所述含氮杂环化合物具体为具有式(1)～(14)所示的结构中的一种：

3.根据权利要求1所述的含氮杂环化合物，其特征在于，所述含氮杂环化合物为补锂剂；

所述补锂剂为用于锂离子电池的补锂剂；

所述锂离子电池具体为锂离子电池正极；

所述含氮杂环化合物占所述锂离子电池正极中正极活性材料的质量比为2％～15％。

4.一种如权利要求1～3任意一项所述的含氮杂环化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将带有羟基和氰基的含氮五元杂环和有机溶剂混合后，加入锂源，进行反应，得到含氮杂环化合物。

5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述带有羟基和氰基的含氮五元杂环具体为含氮五元杂环上至少带有两个以上的羟基；

所述有机溶剂包括醚类溶剂、苯和四氢呋喃中的一种或多种；

所述混合的时间为10～30分钟；

所述锂源包括为氢化锂、氮化锂和正丁基锂中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述反应的时间为5～24小时；

所述反应后还包括过滤和/或干燥步骤；

所述干燥的温度为50～200℃；

所述干燥的时间为2～10小时。

7.权利要求1～3任意一项所述的含氮杂环化合物或权利要求4～6任意一项所述的合成方法合成的含氮杂环化合物在锂离子电池中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用包括作为锂离子电池补锂剂的应用；

所述在锂离子电池中具体为在锂离子电池正极上；

所述含氮杂环化合物与锂离子电池正极原料混合后，得到锂离子电池正极；

所述含氮杂环化合物占所述锂离子电池正极中正极活性材料的质量比为2％～15％；

所述锂离子电池包括非水电解液锂离子电池。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜和非水锂离子电池电解液；

所述正极上含有权利要求1～3任意一项所述的含氮杂环化合物或权利要求4～6任意一项所述的合成方法合成的含氮杂环化合物。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极包括负极活性材料、导电剂、粘结剂和负极集流体；

所述负极活性材料包括天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、钛酸锂、硅、硅碳合金和硅氧合金中的一种或多种；

所述正极包括正极活性材料、含氮杂环化合物、导电剂、粘结剂和正极集流体；

所述正极活性材料包括LiCoO₂、LiMnO₄、LiFePO₄和LiNi_xCo_yMn_zM_1-x-y-zO₂的一种或多种；

其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1；

M选自Fe、Mg、Cu、Zn、Al、Sn、B、V、Ti、Cr和Ga中的一种或多种；

所述非水锂离子电池电解液包括锂盐、溶剂和添加剂；

所述锂盐包括六氟磷酸锂；

所述溶剂包括含有碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶剂；

所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯和硫酸乙烯酯；

所述正极包括预锂化正极。