本發(fā)明涉及二次電池，具體涉及一種補(bǔ)鋰材料及其制備方法、正極材料和二次電池。

背景技術(shù)：

1、可充電鋰離子電池(libs)因其長壽命和高能量密度而被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備和電動汽車的核心動力。隨著電動汽車市場的持續(xù)發(fā)展，用高能量密度libs來提高里程。然而，傳統(tǒng)的石墨陽極libs消耗活性鋰形成固體電解質(zhì)界面(sei)，導(dǎo)致在第一個循環(huán)中會產(chǎn)生永久性鋰損失。不可逆的活性鋰損失不可避免地降低了容量和能量密度，不利于滿足新興的高能量密度要求。

2、正極補(bǔ)鋰是通過在正極活性材料中添加額外的鋰源進(jìn)行補(bǔ)鋰的方式?，F(xiàn)有技術(shù)中為了提高補(bǔ)鋰材料的補(bǔ)鋰容量，通常會將兩種不同的富鋰材料進(jìn)行簡單的物理混合，以獲得補(bǔ)鋰容量更高的補(bǔ)鋰材料。但是簡單的物理混合不能保證兩種富鋰材料完全均勻分布，混合過程中的密度差異、顆粒大小、靜電等因素容易導(dǎo)致成分偏析，補(bǔ)鋰材料在化成和老化階段的產(chǎn)氣量升高，從而使得兩種富鋰材料的復(fù)配效果變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種補(bǔ)鋰材料及其制備方法、正極材料和二次電池，解決補(bǔ)鋰材料由于混合均勻性和偏析導(dǎo)致的復(fù)配效果變差的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)本申請的目的，本申請?zhí)峁┝巳缦碌募夹g(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種補(bǔ)鋰材料，包括相連接的第一富鋰材料和第二富鋰材料，所述第一富鋰材料的化學(xué)式包括liamboc，其中，m為fe和/或co，且1≤a≤8，0＜b，0＜c＜7，所述第二富鋰材料的化學(xué)式包括li2+xnio2+y，其中，-0.5≤x≤0.5，0≤y＜0.3；所述第一富鋰材料的顆粒粒徑小于所述第二富鋰材料的顆粒粒徑。

4、一種實(shí)施方式中，所述第一富鋰材料的顆粒粒徑為3μm～15μm。

5、一種實(shí)施方式中，所述第二富鋰材料的顆粒粒徑為8μm～20μm。

6、一種實(shí)施方式中，所述第一富鋰材料和所述第二富鋰材料的質(zhì)量比為(1～10)：1。

7、一種實(shí)施方式中，所述第一富鋰材料的顆粒為多個，多個所述第一富鋰材料的顆粒分布在所述第二富鋰材料的顆粒外周，所述第一富鋰材料和所述第二富鋰材料共同組成二次顆粒。

8、一種實(shí)施方式中，所述補(bǔ)鋰材料還包括功能材料，部分所述功能材料包覆在所述第一富鋰材料的外表層，和/或，部分所述功能材料包覆在所述第二富鋰材料的外表層；和/或，部分所述功能材料填充在所述第一富鋰材料和所述第二富鋰材料的間隙之間。

9、一種實(shí)施方式中，所述功能材料包括極性基團(tuán)，所述極性基團(tuán)與所述第一富鋰材料中的過渡金屬元素和所述第二富鋰材料中的鎳元素形成配位鍵。

10、一種實(shí)施方式中，所述功能材料包括三乙醇胺、三乙胺、對苯二胺、鈦酸四丁酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、亞磷酸酯、聚-{[6-[(1,1,3,3,-四甲基丁基)-胺基]1,3,5,-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亞胺基]-1,6-己烷二基-[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亞胺基]}、聚{(6-嗎啉基-5-三嗪-2,4-二基)(2,2,6,6-四甲基哌啶基)亞胺基六亞甲基[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亞胺基]}中的一種或多種。

11、一種實(shí)施方式中，所述極性基團(tuán)包括羥基、胺基、酯基、苯基、哌啶基、亞氨基、嗎啉基、三嗪基中的一種或多種。

12、一種實(shí)施方式中，所述功能材料在所述補(bǔ)鋰材料中的質(zhì)量占比為0.5％～10％。

13、第二方面，本發(fā)明還提供一種補(bǔ)鋰材料的制備方法，包括：分別提供第一富鋰材料和第二富鋰材料，所述第一富鋰材料的化學(xué)式包括liamboc，其中，m為fe和/或co，且1≤a≤8，0＜b，0＜c＜7，所述第二富鋰材料的化學(xué)式包括li2+xnio2+y，其中，-0.5≤x≤0.5，0≤y＜0.3；將所述第一富鋰材料和所述第二富鋰材料均勻混合并干燥，以使所述第一富鋰材料連接所述第二富鋰材料，所述第一富鋰材料的顆粒粒徑小于所述第二富鋰材料的顆粒粒徑。

14、第三方面，本發(fā)明還提供一種正極材料，所述正極材料包括正極活性材料和補(bǔ)鋰材料，所述補(bǔ)鋰材料為第一方面所述的補(bǔ)鋰材料，或所述正極材料包括第二方面所述的補(bǔ)鋰材料的制備方法得到的補(bǔ)鋰材料。

15、第四方面，本發(fā)明還提供一種二次電池，所述二次電池包括正極、負(fù)極和電解質(zhì)，所述正極和所述負(fù)極設(shè)置于所述電解質(zhì)中，所述正極包括第三方面所述的正極材料。

16、一種實(shí)施方式中，所述二次電池的化成產(chǎn)氣量為15ml～30ml，所述二次電池在45℃老化48h產(chǎn)氣量為0.1ml～2.5ml。

17、本發(fā)明通過將兩種不同的第一富鋰材料和第二富鋰材料混合，利用含有鎳元素的第二富鋰材料的表面催化作用，使得第一富鋰材料在化成階段的氣體生成反應(yīng)進(jìn)行地更完全，同時在一定程度上第二富鋰材料能夠抑制第一富鋰材料與電解液間的副反應(yīng)，從而顯著降低第一富鋰材料在后續(xù)老化以及存儲階段的產(chǎn)氣，防止電池因脹氣而引起的安全問題，同時提高電池的容量和循環(huán)性能；此外，第一富鋰材料和第二富鋰材料通過大小粒徑適配，可以增加第一富鋰材料和第二富鋰材料之間的接觸面積，確保更多的第一富鋰材料能夠充分接觸第二富鋰材料，從而利用第二富鋰材料對第一富鋰材料進(jìn)行催化，并提高催化效率，促進(jìn)第一富鋰材料完全反應(yīng)，使整個電極的反應(yīng)更加均勻。此外，均勻分布的小粒徑顆?？梢詼p少大粒徑顆粒的團(tuán)聚，保持電極材料的孔隙結(jié)構(gòu)，有利于電解液的滲透和離子的遷移。

技術(shù)特征：

1.一種補(bǔ)鋰材料，其特征在于，包括相連接的第一富鋰材料和第二富鋰材料，所述第一富鋰材料的化學(xué)式包括liamboc，其中，m為fe和/或co，且1≤a≤8，0＜b，0＜c＜7，所述第二富鋰材料的化學(xué)式包括li2+xnio2+y，其中，-0.5≤x≤0.5，0≤y＜0.3；所述第一富鋰材料的顆粒粒徑小于所述第二富鋰材料的顆粒粒徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)鋰材料，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)鋰材料，其特征在于，所述第一富鋰材料的顆粒為多個，多個所述第一富鋰材料的顆粒分布在所述第二富鋰材料的顆粒外周，所述第一富鋰材料和所述第二富鋰材料共同組成二次顆粒。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的補(bǔ)鋰材料，其特征在于，所述補(bǔ)鋰材料還包括功能材料，部分所述功能材料包覆在所述第一富鋰材料的外表層，和/或，部分所述功能材料包覆在所述第二富鋰材料的外表層；和/或，部分所述功能材料填充在所述第一富鋰材料和所述第二富鋰材料的間隙之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的補(bǔ)鋰材料，其特征在于，所述功能材料包括極性基團(tuán)，所述極性基團(tuán)與所述第一富鋰材料中的過渡金屬元素和所述第二富鋰材料中的鎳元素形成配位鍵；和/或，

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的補(bǔ)鋰材料，其特征在于，所述功能材料包括三乙醇胺、三乙胺、對苯二胺、鈦酸四丁酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、亞磷酸酯、聚-{[6-[(1,1,3,3,-四甲基丁基)-胺基]1,3,5,-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亞胺基]-1,6-己烷二基-[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亞胺基]}、聚{(6-嗎啉基-5-三嗪-2,4-二基)(2,2,6,6-四甲基哌啶基)亞胺基六亞甲基[(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亞胺基]}中的一種或多種；和/或

7.一種補(bǔ)鋰材料的制備方法，其特征在于，包括：

8.一種正極材料，其特征在于，所述正極材料包括活性材料和如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的補(bǔ)鋰材料，或包括如權(quán)利要求7所述的補(bǔ)鋰材料的制備方法得到的補(bǔ)鋰材料。

9.一種二次電池，其特征在于，包括正極、負(fù)極和電解質(zhì)，所述正極和所述負(fù)極設(shè)置在所述電解質(zhì)中，所述正極包括如權(quán)利要求8所述的正極材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二次電池，其特征在于，所述二次電池的化成產(chǎn)氣量為15ml～30ml，所述二次電池在45℃老化48h產(chǎn)氣量為0.1ml～2.5ml。

技術(shù)總結(jié)
一種補(bǔ)鋰材料及其制備方法、正極材料和二次電池，補(bǔ)鋰材料包括相連接的第一富鋰材料和第二富鋰材料，化學(xué)式包括Li<subgt;a</subgt;M<subgt;b</subgt;O<subgt;c</subgt;，其中，M為Fe和/或Co，且1≤a≤8，0＜b，0＜c＜7，第二富鋰材料的化學(xué)式包括Li<subgt;2+x</subgt;NiO<subgt;2+y</subgt;，其中，?0.5≤x≤0.5，0≤y＜0.3；第一富鋰材料的顆粒粒徑小于第二富鋰材料的顆粒粒徑。本發(fā)明提供的補(bǔ)鋰材料具有較低的產(chǎn)氣量，以及較高的電化學(xué)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：鐘澤欽,萬遠(yuǎn)鑫,余永龍,朱成奔,王敏,練進(jìn)通,張於財(cái),趙中可,孔令涌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市德方創(chuàng)域新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19