[发明专利]电池正极补锂添加剂、正极片、其制备方法及锂离子电池

说明书

本发明提供了电池正极补锂添加剂、正极片、其制备方法及锂离子电池，所述电池正极补锂添加剂制备方法包括：将锂源和镍源混合后煅烧得到富锂材料，将所述富锂材料与水混合进行水洗，随后干燥处理得到电池正极补锂添加剂。本发明通过增加水洗工艺，显著降低正极补锂添加剂材料的残碱值，并且通过调控水洗工艺参数，能够进一步降低正极补锂添加剂材料的残碱值。同时，低残碱正极补锂添加剂有效缓解了在正极浆料制备过程中残碱对粘结剂的破坏，改善正极浆料流动性，从而达到涂布均匀，提升正极片制造质量的效果。此外，在高温条件下，本发明提供的低残碱正极补锂添加剂不易分解或与电解质溶液反应，从而有效避免了电池性能的降低。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及电池正极补锂添加剂、正极片、其制备方法及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是新能源汽车最重要的部件之一，为了满足电动汽车快速发展的需求，需要开发下一代具有更高重量和体积容量的先进电极活性材料，以实现更高的重量和体积能量密度。然而，现有的电极材料在首次充放电循环中存在锂损耗过高的问题，即正极中的锂在负极表面发生不可逆副反应，形成固态电解质界面层，在后续放电过程中无法回到正极中，导致电池容量不可逆降低，循环寿命缩短、以及首周效率降低。当采用高比容量的硅基复合负极材料时，正极材料中的锂消耗会进一步加剧。因此，需要为电池补充锂源以补偿正极活性锂的不可逆消耗。

目前，在正极浆料中加入少量富锂镍酸锂作为正极补锂添加剂，是一种有效的锂离子电池补锂方法。常用的富锂镍酸锂材料中含有较多残留的锂源，这些残留的锂源会与空气中的水和二氧化碳反应生成残碱，而在正极浆料的制备过程中，这些残碱会与粘结剂发生反应，并且在正极浆料搅拌过程中易发生化学凝胶，从而影响正极片的质量，此外，在高温条件下，残碱会与电解质溶液发生反应，生成气体或固体物质，增大电池产气或阻抗，造成电池性能的下降。

因此，急需开发一种新型正极补锂添加剂，能够达到有效阻止残碱的生成，并且防止残碱的溶出，降低正极补锂添加剂残碱值的效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供电池正极补锂添加剂、正极片、其制备方法及锂离子电池，通过增加水洗工艺以及对水洗工艺参数的调控，显著降低了正极补锂添加剂材料的残碱值，有效缓解了在正极浆料制备过程中残碱对粘结剂的破坏，改善正极浆料流动性，从而达到涂布均匀，提升正极片制造质量的效果。此外，在高温条件下，本发明提供的低残碱正极补锂添加剂不易分解或与电解质溶液反应，从而有效避免了电池性能的降低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法，所述制备方法包括：

将锂源和镍源混合后煅烧得到富锂材料；以及

将所述富锂材料与水混合进行水洗，随后干燥处理得到电池正极补锂添加剂。

其中所述富锂材料与水的质量比为1:(1至7)。例如可以是1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5或1:7，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明在正极补锂添加剂的制备过程中引入水洗工艺，有效降低了正极补锂添加剂的残碱值；并且通过调控水洗工艺的参数，能够进一步降低正极补锂添加剂的残碱值。这是由于残碱一般在富锂材料的表面生成，并且相比于富锂材料，残碱在水中具有更高的溶解度。

本发明提供的电池正极补锂添加剂制备方法，通过增加水洗工艺以及对水洗工艺参数的调控，显著降低了正极补锂添加剂材料的残碱值，有效缓解了在正极浆料制备过程中残碱对粘结剂的破坏，改善正极浆料流动性，从而达到涂布均匀，提升正极片制造质量的效果。此外，在高温条件下，本发明提供的低残碱正极补锂添加剂不易分解或与电解质溶液反应，从而有效避免了电池性能的降低。