[发明专利]一种预锂化正极浆料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种预锂化正极浆料及其制备方法与应用，所述预锂化正极浆料包括包覆改性氮化锂；所述包覆改性氮化锂的包覆层包括碳、固态电解质或碳酸锂中至少两种的组合。本发明采用包覆改性氮化锂作为预锂化添加剂，其能够提供大量的活性锂，在预锂化过程中产生的气体不会与锂离子电池中的其它材料反应，且可以在锂离子电池制备过程中排出；氮化锂的包覆层可以隔绝氧气和水分，避免氮化锂和溶剂的直接接触，同时包覆层形成支撑结构，防止正极材料的结构坍塌，降低正极极片的内阻，提高锂离子电池的电性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种正极浆料，尤其涉及一种预锂化正极浆料及其制备方法与应用。

背景技术

锂离子电池技术的快速发展使得锂离子电池在便携式电子产品、电动工具、医疗设备和电动汽车领域得到广泛的应用。随着人们生活水平的提高，对于锂电池的电性能和安全性能要求也越来越高。锂离子电池的电性能主要取决于正负极材料，发展高能量密度的正负极材料是当前的研究重点之一。为了提高电池的能量密度，人们研究最多的是预锂化技术，预锂化能够提前在材料内引入活性锂，避免了全电池中有限锂源的过度消耗，预锂化又可分为正极预锂化、负极预锂化或电化学预锂化等。

CN 112467139A公开了一种锂离子电池正极预锂化剂及其制备方法和应用，涉及锂离子电池技术领域，所述正极预锂化剂为Li_x(Cu_yFe_z)O₂，其中x+y+z=1，0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1；其制备方法是将锂盐、铜盐和铁盐按比例溶于溶剂，得混合液：将混合液搅拌至溶液蒸干，得到干凝胶；将干凝胶经研磨后在惰性气氛下进行高温固相反应，即得Li_x(Cu_yFe_z)O₂预锂化剂。其公开的使用富锂金属氧化物作为预锂化剂，虽然可以提供可观的活性锂离子，但是脱锂后的预锂材料仍会残留在正极材料中，从而影响锂离子电池的能量密度。

CN 112542589A公开了一种正极预锂化材料的制备方法、产物及应用，其中制备方法是将MeOF与金属锂按照摩尔比为1:3~4.2的比例进行称量后置于加热台上，加热并在保护性气体气氛下使MeOF与熔融金属锂两者搅拌混合进行充分反应，降温后即可得到主要由Me单质、LiF和Li₂O组成的Me/LiF/Li₂O预锂化剂。其通过对制备方法的整体工艺流程、反应原料的组成与配比等进行改进，把得到的正极预锂化添加剂添加到正极，提升锂离子电池的容量和能量密度。其公开的使用的富锂金属氧化物，虽然可以提供活性锂，但是脱锂后的预锂材料仍会残留在正极材料中，影响电池能量密度。

基于以上研究，如何提供一种预锂化正极浆料，其中预锂化剂能防止正极材料的结构坍塌，产生的空隙还可以增加电解液的浸润程度，降低正极浆料的内阻，提高电池的电性能，并且正极浆料的补锂方法只需一次合浆和一次涂布，节省了时间、人工及设备成本，提高了生产效率，成为了目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预锂化正极浆料及其制备方法与应用，所述预锂化正极浆料包括包覆改性氮化锂，其能够提供大量的活性锂，在预锂化过程中产生的气体不会与锂离子电池中的其它材料反应，且可以在锂离子电池制备过程中排出；氮化锂的包覆层可以隔绝氧气和水分，避免氮化锂和溶剂的直接接触，同时包覆层形成支撑结构，防止正极材料的结构坍塌，降低正极极片的内阻，提高锂离子电池的电性能。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料包括包覆改性氮化锂；

所述包覆改性氮化锂的包覆层包括碳、固态电解质或碳酸锂中至少两种的组合，典型但非限制的组合包括碳和固态电解质的组合，碳和碳酸锂的组合，固态电解质和碳酸锂的组合，或碳、固态电解质和碳酸锂的组合。