[发明专利]一种补金属离子添加剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种补金属离子添加剂，包括复合粒子粉末，其特征在于，所述复合粒子为A_xB_y结构的内核和包覆在所述内核表面的保护层M，所述A为Li、Na、K中的一种；B为Mg、Ca、Al、Ge、Sn、Sb、Zn、Si/C复合材料、SiO_z、SiO_z/C复合材料、SiO₂/Si复合材料、SiO₂/Si/C复合材料、SnS_u、SnO_u中的其中一种或多种，所述保护层M为无机钝化层；其中，所述A_xB_y是由A元素与B元素组成的合金或者固溶体；x＞0，y＞0,0＜z＜2,0＜u≤2；所述保护层M为碳、Mg、Ca、Al、Ge、Sn、Sb、Zn、Si中任意一种或其中任一元素的氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、锡酸盐或者所述A_xB_y内核中A元素的氧化物、碳酸盐、硅酸盐、锡酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐中的任意一种或两种以上的混合物；所述保护层M的平均厚度在1μm以内。

2.根据权利要求1所述的补金属离子添加剂，其特征在于，所述复合粒子中，A_xB_y中的A元素含量在90wt％以内。

3.根据权利要求2所述的补金属离子添加剂，其特征在于，所述复合粒子中，A_xB_y中的A元素含量为8-50wt％。

4.根据权利要求1所述的补金属离子添加剂，其特征在于，所述内核粒径在100μm以内。

5.一种制备如权利要求1所述的补金属离子添加剂的方法，其特征在于，当保护层M为碳时，利用化学沉积法、机械复合法或含碳有机物高温热解法进行碳包覆；

当保护层M为Mg、Ca、Al、Ge、Sn、Sb、Zn、Si中的一种时，采用蒸镀法、磁控溅射法、原子层沉积法或电子束沉积法将保护层M包覆在A_xB_y内核表面；

当保护层M为包括Mg、Ca、Al、Ge、Sn、Sb、Zn、Si中任一种的氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、锡酸盐或所述A_xB_y内核中A元素的氧化物、碳酸盐、硅酸盐、锡酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐中的任意一种或两种以上的混合物时，可采用以下方法①或②中的任意一种将保护层M包覆或沉积在所述A_xB_y内核的表面：

①将A_xB_y内核在特定气氛下进行热处理，温度为25-800℃，热处理时间为0.01-24h；

②采用蒸镀法、磁控溅射法、原子层沉积法或电子束沉积法在所述A_xB_y内核表面包覆碳、Mg、Ca、Al、Ge、Sn、Sb、Zn、Si中的任一种，然后在特定气氛下进行热处理；

其中，所述方法①和方法②中所述特定气氛均为含有氧气、二氧化碳、一氧化硫、二氧化硫、干燥空气中至少一种的气体氛围。

6.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括如权利要求1-4任一项所述的补金属离子添加剂或权利要求5任一项的制备方法所制备的补金属粒子添加剂；所述正极极片包括80-100wt％的正极活性材料、0-20wt％的第一导电剂、0-20wt％的第一粘结剂，所述补金属离子添加剂含量为所述正极活性材料的0.1-20wt％。

7.一种复合隔膜，所述复合隔膜包括基材，其特征在于，所述基材表面涂覆如权利要求1-4任一项所述的补金属离子添加剂或权利要求5任一项的制备方法所制得的补金属离子添加剂。

8.一种可充电金属离子电池，其特征在于，包括如权利要求6所述的正极极片和/或如权利要求7所述的复合隔膜。