[发明专利]复合正极材料及其制备方法、应用和锂离子电池

说明书

本申请涉及一种复合正极材料及其制备方法和锂离子电池，属于电池技术领域。一种复合正极材料，包括正极材料、金属化合物层和过氧化锂层，金属化合物层包覆在正极材料的表面上，过氧化锂层包覆在金属化合物层远离正极材料一侧的表面上。上述复合正极材料的金属化合物层能够作为催化剂，降低过氧化锂的分解电位，首次充电过程中，金属化合物能够催化过氧化锂高效分解，释放Li⁺进行高效补锂；同时，金属化合物层残留于正极材料表面，能够起到物理阻挡层的作用，避免正极材料与电解液直接接触，减少正极材料界面副反应的发生，可提升正极材料与电解液界面的稳定性，改善电池的循环性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种复合正极材料及其制备方法、应用和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、功率性能好、循环寿命长等优点，已被广泛应用于消费类电子产品、电动汽车以及储能等领域。锂离子电池首次充电过程中，负极表面会形成由锂盐所组成的钝化膜，即SEI膜，造成首次不可逆容量损失。为了提升首效，弥补首次充放电过程中因负极SEI膜形成而导致的活性锂损失，需要采用补锂材料对电池进行补锂。但传统的补锂材料的补锂效率较低，且脱锂后会残留不导电的惰性物质，而使电池的循环性能较差。

发明内容

基于此，有必要提供一种补锂效率高且能够提高电池循环性能的复合正极材料。

此外，还提供了一种复合正极材料的制备方法、应用和锂离子电池。

一种复合正极材料，包括正极材料、金属化合物层和过氧化锂层，所述金属化合物层包覆在所述正极材料的表面上，所述过氧化锂层包覆在所述金属化合物层远离所述正极材料一侧的表面上。

上述复合正极材料的金属化合物层能够作为催化剂，降低过氧化锂的分解电位，首次充电过程中，金属化合物能够催化过氧化锂高效分解，释放Li⁺进行高效补锂；同时，金属化合物层残留于正极材料表面，能够起到物理阻挡层的作用，避免正极材料与电解液直接接触，减少正极材料界面副反应的发生，可提升正极材料与电解液界面的稳定性，改善电池的循环性能。

在其中一个实施例中，所述金属化合物层选自Ni的氟化物层、Co的氟化物层、Mn的氟化物层、Fe的氟化物层、Cu的氟化物层、Ni的硫化物层、Co的硫化物层、Mn的硫化物层、Fe的硫化物层、Cu的硫化物层中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述正极材料选自钴酸锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、锰酸锂及镍锰二元材料中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述金属化合物层的质量为所述正极材料的质量的0.1％～1％。

在其中一个实施例中，所述过氧化锂层的质量为所述正极材料的质量的1％～4％。

在其中一个实施例中，所述金属化合物层的厚度与所述过氧化锂层的厚度比为1:2～3:2。

一种复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：

将正极材料和金属化合物进行球磨混合，得到包覆物；

将所述包覆物放入过氧化锂溶液中进行蒸发结晶，得到复合正极材料。

一种锂离子电池，包括上述的复合正极材料或者上述的复合正极材料的制备方法制得的复合正极材料。

上述的复合正极材料或者上述的复合正极材料的制备方法制得的复合正极材料在制备锂离子电池中的应用。

在其中一个实施例中，在4V以上的充电电压下，所述复合正极材料中的所述金属化合物催化所述过氧化锂分解。

附图说明

图1为一实施方式的复合正极材料的结构示意图。

具体实施方式