一种补锂剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113896256A(43)申请公布日2022.01.07(21)申请号202111162134.X(22)申请日2021.09.30(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人陈思贤江卫军郑晓醒许鑫培(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250代理人周淑歌(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)H01M4/13(2010.01)H01M10/0525(2010.01)H01M10/42(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种补锂剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种补锂剂及其制备方法和应用。本发明利用分段煅烧方式，首先将氢氧化锂利用较低温度下将氢氧化锂分解为氧化锂，同时在分解过程中氧化锂可以与镍源进行结合，然后将材料置于高温环境中继续进行煅烧，从而获得所需材料。其优点在于降低了对于混料设备的要求，不需要进行气氛保护，并且利用分段煅烧工艺，能够有效地提升材料的颗粒粒径，有效降低材料的活性，利于材料能够在空气中更为稳定的存在。同时较长的反应时间降低材料表面的残碱。对材料进行充放电测试表明，材料具有较高的充电容量，较低的放电容量，表明材料本身接纳锂离子能力较差，能够有效地为正极材料提供锂离子，适合作为补锂添加剂。CN113896256ACN113896256A权利要求书1/1页1.一种补锂剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将锂源与镍源混合，在保护气体存在下，300‑600℃煅烧3‑8h，升温至600‑800℃煅烧7‑12h，冷却，得所述补锂剂。2.根据权利要求1所述的补锂剂的制备方法，其特征在于，煅烧过程中的升温速率为2‑4℃/min。3.根据权利要求1所述的补锂剂的制备方法，其特征在于，以锂元素和镍元素计，所述锂源与镍源的摩尔比为2.0‑2.5。4.根据权利要求1‑3任一项所述的补锂剂的制备方法，其特征在于，所述锂源为氢氧化锂。5.根据权利要求1‑3任一项所述的补锂剂的制备方法，其特征在于，所述镍源为氧化镍，氧化亚镍，氢氧化镍中的至少一种。6.根据权利要求1所述的补锂剂的制备方法，其特征在于，所述保护气体的流量为2‑10L/min。7.根据权利要求6所述的补锂剂的制备方法，其特征在于，所述保护气体为氮气或惰性气体。8.一种补锂剂，其特征在于，通过权利要求1‑7任一项所述的制备方法制备得到。9.根据权利要求8所述的补锂剂，其特征在于，所述补锂剂的粒径为500nm‑1μm，表面残碱为10000ppm‑30000ppm。10.一种权利要求1‑7任一项所述的制备方法制备得到的补锂剂或权利要求8‑9任一项所述的补锂剂作为锂离子电池正极材料补锂剂的应用。2CN113896256A说明书1/6页一种补锂剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种补锂剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着能源环境污染等问题的日益突出，新能源的开发与利用势在必行。在未来的几年中，锂离子电池在新能源汽车行业的应用需求将不断增加。在新能源汽车中，锂离子电池占据核心地位，而在锂离子电池中，正极材料又是重中之重。[0003]锂离子电池在充放电过程中，尤其是首周充放电过程中，由于SEI膜的形成，会导致材料中的部分锂被禁锢在负极之中，导致材料存在首效低，容量低等问题。鉴于这些问题的存在，补锂剂应运而生。由于金属锂性质活泼，因此，常采用富锂型的化合物作为锂离子的来源。[0004]Li2NiO2作为一种新兴的补锂剂，对于提升电池材料的容量有着极大的作用，仅少量Li2NiO2的使用，即可大幅度提升材料的电化学性能。但是，目前常规方法制备得到的补锂剂成品材料存在活性较高，粒径小，结晶性差，在空气环境中难以稳定存在，并且材料首效较高，表明材料在充电过程中脱出锂离子的同时，放电过程中又会有锂离子嵌回，不能够有效提供锂离子等问题。另外，正极材料补锂剂Li2NiO2的制备的原料多为Li2O，而Li2O极易与空气中的水分与二氧化碳反应，从而生成氢氧化锂以及碳酸锂，因此在混料过程中需要控制气氛，增大了混料难度。发明内容[0005]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的补锂剂不稳定、不能够有效提供锂离子等缺陷，从而提供一种补锂剂及其制备方法和应用。[0006]为此，本发明提供如下技术方案：[0007]本发明提供一种补锂剂的制备方法，包括如下步骤：[0008]将锂源与镍源混合，在保护气体存在下，300‑600℃煅烧3‑8h，升温至600‑800℃煅烧7‑12h，冷却，得所述补锂剂。例如，第一阶段的煅烧温度