本發(fā)明涉及電池，具體是指一種正極補鋰劑、正極補鋰劑制備方法、電池正極及電池。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的磷酸鐵鋰電池電極材料在首次充放電循環(huán)中存在鋰損耗過高的問題，即正極中的鋰在負極表面發(fā)生不可逆副反應(yīng)，形成固態(tài)電解質(zhì)界面層，在后續(xù)放電過程中無法回到正極中，導(dǎo)致電池容量不可逆降低、循環(huán)壽命縮短、以及首周效率降低，目前常用的補鋰劑如補鋰劑鐵酸鋰（li5feo4），由于反應(yīng)工藝問題，有大量鋰的碳氧化物雜質(zhì)生成，導(dǎo)致鐵酸鋰作為補鋰劑導(dǎo)電性差，不利于在正極電極中直接使用，在后續(xù)應(yīng)用于電池中時，會導(dǎo)致電池容量低、電池壽命短。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種結(jié)構(gòu)巧妙、鋰氧化物外層有包覆物、導(dǎo)電性好、電池循環(huán)性能好、電池容量高的正極補鋰材料及其制備方法、電池正極極片和電池。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種正極補鋰劑，包括鋰氧化物，其特征在于：所述鋰氧化物外側(cè)設(shè)有包覆物，所述包覆物包覆在鋰氧化物外表面，所述包覆物的結(jié)構(gòu)式為fexsy，其中，1≤x≤2，2≤y≤3，以通過在鋰氧化物外側(cè)包覆硫化物，提高補鋰劑的導(dǎo)電性和電池壽命。

4、本發(fā)明所述包覆物的形貌為空心管狀結(jié)構(gòu)，直徑0.5-1μm，長度5-10μm，比表面積600-650m2/g，以在電池充放電過程中作為鋰離子傳輸通道提高電池循環(huán)性能，降低電池內(nèi)阻。

5、本發(fā)明所述鋰氧化物包括通式為lixmoy的化合物，m是過渡金屬，鋰氧化物為li5feo4或li2nio2或li2c2o4或li2mno3-limo2。

6、一種正極補鋰劑的制備方法，包括以下步驟：

7、第一步：稱取fecl3·6h2o和1，4苯二甲酸通過超聲分散攪拌溶解于第一溶劑中；

8、第二步：將naoh溶液加入到第一步所得混合物中，攪拌溶解；

9、第三步：將第二步所得溶液轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，高壓反應(yīng)釜置于烤箱中加熱；

10、第四步：將第三步所得產(chǎn)物用n，n-二甲基甲酰胺洗滌，收集產(chǎn)物，并對產(chǎn)物進行干燥處理，得到產(chǎn)物f-mil；

11、第五步：稱取f-mil、硫粉以及二硫化碳，放入石英瓷舟中密封加熱，收集反應(yīng)產(chǎn)物；

12、第六步：用甲醛對第五步所得產(chǎn)物進行洗滌，得到fes2@c納米棒，稱為包覆物fs-mof。

13、第七步：稱取包覆物fs-mof和鐵酸鋰，真空球磨混合均勻，將得到的固體混合物轉(zhuǎn)移到管式爐中進行加熱，冷卻、研磨后得到fs@lfo，命名為正極補鋰劑a。

14、本發(fā)明所述包覆物的形貌為空心管狀結(jié)構(gòu)，直徑0.5-1μm，長度5-10μm，比表面積600-650m2/g，以在電池充放電過程中作為鋰離子傳輸通道提高電池循環(huán)性能，降低電池內(nèi)阻。

15、本發(fā)明所述fecl3·6h2o和1，4苯二甲酸的質(zhì)量比為（0.1-0.2）：（0.1-0.2）。

16、本發(fā)明所述第一溶劑為n，n-二甲基甲酰胺或二甲亞砜或無水乙醇，所述第一溶劑的添加量為30ml。

17、本發(fā)明所述第三步中烤箱加熱溫度為80-120℃，加熱時間為12小時。

18、本發(fā)明所述naoh溶液濃度為0.4?mol/l，所述naoh溶液的添加量為3ml。

19、本發(fā)明所述第五步中f-mil、硫粉、二硫化碳的質(zhì)量比（0.5-1）：（0.5-1）：0.1。

20、本發(fā)明所述第五步中加熱條件為氮氣氛圍，升溫速率2℃/min，升溫至500℃，保持2小時。

21、本發(fā)明所述第七步中fs-mof和鐵酸鋰的質(zhì)量比為（0.1-1）：（0.8-1）。

22、本發(fā)明所述第七步中加熱條件為密閉空間，氮氣氛圍，升溫速率1℃/min，升溫到700℃，保持2小時。

23、一種電池正極，包括集流體，所述集流體上設(shè)有正極材料層，其特征在于：所述正極材料層包括上述所述的正極補鋰劑或上述所述的制備方法制備的正極補鋰劑以及正極材料、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑。

24、本發(fā)明所述正極補鋰劑的添加量為所述正極材料重量的1％-5%。

25、一種電池，其特征在于包括電池負極以及上述所述的電池正極。

26、本發(fā)明由于采用上述結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)巧妙、鋰氧化物外層有包覆物、導(dǎo)電性好、電池循環(huán)性能好、電池容量高等優(yōu)點。

技術(shù)特征：

1.一種正極補鋰劑，包括鋰氧化物，其特征在于：所述鋰氧化物外側(cè)設(shè)有包覆物，所述包覆物包覆在鋰氧化物外表面，所述包覆物的結(jié)構(gòu)式為fexsy，其中，1≤x≤2，2≤y≤3。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正極補鋰劑，其特征在于：所述包覆物的形貌為空心管狀結(jié)構(gòu)，直徑0.5-1μm，長度5-10μm，比表面積600-650m2/g。

3.一種正極補鋰劑的制備方法，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種正極補鋰劑的制備方法，其特征在于：所述fecl3·6h2o和1，4苯二甲酸的質(zhì)量比為（0.1-0.2）：（0.1-0.2）。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種正極補鋰劑的制備方法，其特征在于：所述第一溶劑為n，n-二甲基甲酰胺或二甲亞砜或無水乙醇，所述第一溶劑的添加量為30ml，所述第三步中烤箱加熱溫度為80-120℃，加熱時間為12小時。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種正極補鋰劑的制備方法，其特征在于：所述naoh溶液濃度為0.4?mol/l，所述naoh溶液的添加量為3ml。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種正極補鋰劑的制備方法，其特征在于：所述第五步中f-mil、硫粉、二硫化碳的質(zhì)量比（0.5-1）：（0.5-1）：0.1，所述第五步中加熱條件為氮氣氛圍，升溫速率2℃/min，升溫至500℃，保持2小時，所述第七步中fs-mof和鐵酸鋰的質(zhì)量比為（0.1-1）：（0.8-1），所述第七步中加熱條件為密閉空間，氮氣氛圍，升溫速率1℃/min，升溫到700℃，保持2小時。

8.一種電池正極，包括集流體，所述集流體上設(shè)有正極材料層，其特征在于：所述正極材料層包括上述權(quán)利要求1或2所述的正極補鋰劑或上述權(quán)利要求3-7任一項所述的制備方法制備的正極補鋰劑以及正極材料、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電池正極，其特征在于：所述正極補鋰劑的添加量為所述正極材料重量的1％-5%。

10.一種電池，其特征在于包括電池負極以及上述權(quán)利要求8或9所述的電池正極。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種正極補鋰劑、正極補鋰劑制備方法、電池正極及電池，一種正極補鋰劑，包括鋰氧化物，鋰氧化物外側(cè)設(shè)有包覆物，包覆物的結(jié)構(gòu)式為Fe<subgt;x</subgt;S<subgt;y</subgt;，包覆物的形貌為空心管狀結(jié)構(gòu)，一種正極補鋰劑的制備方法，包括以下步驟：稱取FeCl<subgt;3</subgt;·6H<subgt;2</subgt;O和1，4苯二甲酸溶解于第一溶劑中；加入NaOH溶液，轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜中，加熱；取出用N，N?二甲基甲酰胺洗滌，并對產(chǎn)物進行干燥處理，得到產(chǎn)物F?MIL；稱取F?MIL、硫粉以及二硫化碳，放入石英瓷舟中密封加熱，用甲醛洗滌，得到FeS2@C納米棒，稱為FS?MOF，稱取FS?MOF和鐵酸鋰，真空球磨混合均勻，加熱，冷卻、研磨后得到補鋰劑A，本發(fā)明鋰氧化物外層有包覆物、導(dǎo)電性好、電池循環(huán)性能好、電池容量高。

技術(shù)研發(fā)人員：任建海,段經(jīng)然,柳丕云,李棟,劉昌豹
受保護的技術(shù)使用者：威海金宏科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/29