[发明专利]补锂导电浆料的制备方法、补锂导电浆料、锂离子电池及电子设备

说明书

本公开提供了一种用于锂离子电池正极的补锂导电浆料的制备方法，包括以下步骤：S100、将正极补锂材料、导电剂、分散剂和溶剂混合均匀，制成混合料；S200、将混合料球磨，至所述正极补锂材料的平均粒径达到50‑5000nm并形成均匀的补锂导电浆料。还进一步公开了一种补锂导电浆料、锂离子电池及电子设备。

技术领域

本发明涉及一种补锂导电浆料的制备方法、补锂导电浆料、锂离子电池及电子设备。

背景技术

近20年来，锂离子电池作为新能源产业呈现高速发展的状态。商品化锂离子电池的负极材料主要是各类石墨材料，其理论比容量为372mAh/g。目前商品化石墨负极材料已接近其理论比容量，提升空间十分有限。随着市场对高比能量锂离子电池的要求越来越高，硅基负极体系的开发及应用变得越来越重要。然而硅基材料尤其是SiOx材料往往存在首次库伦效率较低的问题，从而导致正极材料的浪费和电池容量的降低。为进一步提高锂离子电池的能量密度，对正极或负极进行补锂不失为一种有效的方法。

相比负极补锂，正极补锂工艺简单、对设备及环境要求相对较低、使用过程更安全、成本也相对低廉。现有技术中已经采用一些锂复合氧化物正极补锂材料，如Li₅FeO₄、Li₆CoO₄等。这些正极补锂材料加入到锂离子电池正极后能起到一定的补锂作用。然而这类正极补锂材料分解后会残留金属氧化物，会对电池性能造成影响并带来安全隐患。同时，通常这类正极补锂材料的电子电导率较低，因此充电时极化较大，难以完全释放其补锂容量。采用Li₂O作为正极补锂添加剂，补锂容量高达1794mAh/g，远远高于Li₅FeO₄、Li₆CoO₄等。Li₂O分解后产生的氧气可在化成后排除，分解后无残留，不会影响电池性能。然而，Li₂O导电性极差，导致其分解过电位非常大，不易分解。即使Li₂O在非常高的电压下分解，由于电压升高后正极释放锂量大幅增大，容易产生析锂风险。这些因素限制了Li₂O作为正极补锂材料的实际应用。现有技术中已有通过将Li₂O与导电性优良的材料进行掺杂或复合，从而提高Li₂O的导电性并降低分解过电位的报道。但是这些方法仍然存在分解后杂质残留、制备困难等问题。此外，降低Li₂O的颗粒尺寸也能有效降低其分解电位，然而直接对Li₂O研磨存在二次团聚、易发生副反应等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种用于锂离子电池正极的补锂导电浆料的制备方法。

根据上述补锂导电浆料的制备方法，通过将正极补锂材料与导电剂、分散剂共同球磨并稳定分散，减小了正极补锂材料的颗粒尺寸，增加了正极补锂材料与导电剂的接触，提高了导电性，从而有效降低了正极补锂材料在充电分解时的过电位。同时，由于分散剂和溶剂的存在，球磨后的正极补锂材料不易团聚形成二次大颗粒。此外，溶剂能隔绝正极补锂材料与空气的接触，阻止补锂材料与水分、二氧化碳的副反应，从而有效提升储存性。本申请的正极补锂导电浆料尤其适用于含高比容量、低首次库伦效率的负极材料的锂离子电池体系，高比容量、低首次库伦效率负极材料比如硅碳、硅氧、硬碳或软碳材料等。

本发明的一种实施例提供一种用于锂离子电池正极的补锂导电浆料的制备方法，包括以下步骤：

S100、将正极补锂材料、导电剂、分散剂和溶剂混合均匀，制成混合料；

S200、将混合料球磨，至所述正极补锂材料的平均粒径达到50-5000nm并形成均匀的补锂导电浆料。