[发明专利]一种预锂化材料及其制备方法和锂电池

权利要求书

1.一种预锂化材料，其特征在于，所述预锂化材料至少包括内核预锂化材料；

其中，所述内核预锂化材料的通式为(Li_sM1_t)(Cu_xM2_y)(O_aM3_b)，x+y＝1，a+b＝2；1＜s≤2，0≤t≤1，0.5≤x≤1，0≤y≤0.5；0≤b≤2；0＜t+y+b；其中M1为第一金属元素，包括碱金属元素、碱土金属元素的一种或多种混合；M2为第二金属元素，包括碱土金属元素、过渡金属元素的一种或多种混合；M3为F、S、N、Br、Cl的一种或多种混合。

2.根据权利要求1所述的预锂化材料，其特征在于，所述预锂化材料由所述内核预锂化材料和包覆材料复合而成；

所述包覆材料为氧化物材料、磷酸盐材料、半导体材料、快离子导体材料的一种或多种组合；

所述氧化物材料包括：氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化铁、氧化锌、氧化铌、氧化钽、氧化锰的一种或多种组合；

所述磷酸盐材料包括：磷酸铝、磷酸锂、磷酸钛、磷酸镁的一种或多种组合；

所述快离子导体材料包括：石榴石型固态电解质材料、NASCION型固态电解质材料、LISCION固态电解质材料、钙钛矿型固态电解质材料及其衍生材料中的一种；

所述半导体材料包括：Si、InAs、AlSb中的一种或多种组合；

所述包覆材料均匀或不均匀的包覆在所述内核预锂化材料的表面；所述包覆材料与所述内核预锂化材料的质量比在1:1000-1:1之间。

3.根据权利要求2所述的预锂化材料，其特征在于，所述包覆材料与所述内核预锂化材料的质量比在1:1000-1:20之间。

4.根据权利要求1所述的预锂化材料，其特征在于，所述M1具体包括铝、镁、钠、钾、钙、镍、铯、铷的一种或多种；所述M2具体包括铝、钛、铁、钒、钨、铌、钽、锆、镧、锰、镁、钙、钴、镍、锌、钡的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的预锂化材料，其特征在于，所述预锂化材料的粒度为10nm-50um，颗粒性状为圆形、椭圆形、片状或多边形的一种或多种；所述预锂化材料的脱锂容量为200mAh/g-1000mAh/g，脱锂电压为1-6V。

6.根据权利要求1所述的预锂化材料，其特征在于，

所述预锂化材料应用于电池中，在首周充放电发生反应，化成为(Li_s’M1_t’)(Cu_x’M2_y’)(O_a’M3_b’)，其中0≤s’≤1，0≤t’≤1，0≤x’≤1，0≤y’≤1，0≤b’≤1，1≤a’＜2，并且s’，t’，x’，y’不同时为零。

7.一种预锂化材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将预锂化材料的原材料，按照化学计量比放入混合设备中进行均匀混合，得到混合物；其中，所述预锂化材料的原材料包括Li、Cu、M1、M2、M3几种元素各自的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐、铵盐、有机盐以及金属化合物；其中M1为第一金属元素，包括碱金属元素、碱土金属元素的一种或多种混合；M2为第二金属元素，包括碱土金属元素、过渡金属元素的一种或多种混合；M3为F、S、N、Br、Cl的一种或多种混合；

将所述混合物放入烧结设备中进行烧结，烧结温度在300℃-1050℃之间，得到半成品料；

将所述半成品料放入破碎设备进行初级破碎；

将所述初级破碎后的半成品材料投入粉碎设备进行粉碎，得到所述预锂化材料。