[发明专利]一种补锂材料和正极极片及其制备方法

说明书

本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种补锂材料和正极极片及其制备方法，具体包括补锂剂、导电导质物质和硅胶，所述补锂剂、导电导质物质和硅胶的质量比为1～10:1～5:1～5；所述硅胶包裹于所述补锂剂外周，所述导电导质物质贯穿于所述硅胶中，用于使补锂剂中锂离子、电子从补锂剂中迁移至补锂材料外部。本发明利用硅胶吸水能力强的优势，使其包裹于补锂剂外周，有效避免位于补锂材料内部的补锂剂在与正极材料的混合过程中吸附环境中的水分，防止正极产生强碱性化合物，还能避免锂离子的损失，提高补锂效果。同时在补锂材料中添加贯穿于硅胶中的导电导质物质，弥补硅胶包裹补锂剂后，致密的硅胶使补锂剂中Li⁺、电子等难以迁移的缺陷。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种补锂材料和正极极片及其制备方法。

背景技术

锂电池是一种二次电池，主要依靠锂离子在正极和负极之间迁移进行工作。在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，使负极处于富锂状态。

锂电池由于具有能量比高、寿命长、能量密度高、循环性能好以及绿色环保等优点被社会广泛关注，但锂电池在首次充电过程中会生成SEI膜，消耗大量Li⁺，使得Li⁺的容量大幅降低，在首次放电时，从负极脱嵌出的Li⁺远小于充电时从正极脱嵌的Li⁺，导致库伦效率降低，直接影响锂电池的循环寿命和能量密度。为了解决上述问题，研究人员通常通过正极补锂来弥补Li⁺在首次充放电过程中的损失，传统的补锂方式是通过锂粉、锂带、锂盐及锂的氧化物等补锂剂进行补锂，以缩小首次充电电容量及首次放电电容量之间差值。但是，金属锂过于活泼，露点为-45℃，使正极补锂剂对水分较为敏感，与正极材料在搅拌混料的过程中会吸附环境中的湿气，导致正极表面形成强碱性化合物，而强碱物质会对电池性能产生巨大损害，因此，研究一种新的补锂材料具有重要意义。

发明内容

本申请的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种补锂材料和正极极片及其制备方法，其中，补锂材料能够解决现有补锂剂表面结构稳定性差，和正极材料混料时与环境中的水分易发生反应的问题，正极极片能够解决现有正积极片比容量小，循环稳定性低，循环寿命短的技术问题。

本发明提供了一种补锂材料，包括补锂剂、导电导质物质和硅胶，所述补锂剂、导电导质物质和硅胶的质量比为1～10:1～5:1～5；

其中，所述硅胶包裹于所述补锂剂外周，所述导电导质物质贯穿于所述硅胶中，用于使所述补锂剂中锂离子、电子从补锂剂中迁移至所述补锂材料外部。

相比于现有方法，本发明提供的一种补锂材料，具有以下优势：

本发明采用来源广、价格低的硅胶作为原料，利用硅胶吸水能力强的优势，使其包裹于补锂剂外周，能够有效避免位于补锂材料内部的补锂剂在与正极材料的混合过程中吸附环境中的水分，防止正极产生强碱性化合物，提高电池性能，还可以避免锂离子的损失，提高补锂效果。同时在补锂材料中添加贯穿于硅胶中的导电导质物质，弥补了硅胶包裹补锂剂后，致密的硅胶使补锂剂中Li⁺、电子等难以迁移的缺陷，因此，本发明提供的补锂材料既具备优异的补锂效果，又能确保补锂剂中Li⁺、电子的顺利迁移。

优选地，所述补锂剂为Li₂O、Li₂NiO₂、Li₂O、LiF或Li₂S中的至少一种。

优选地，所述导电导质物质为导电炭黑SP、导电石墨、碳纳米管或石墨烯中的至少一种。

上述优选的导电异质物质能够更好地使硅胶和导电异质物质的界面产生孔道或裂痕，不仅有助于离子通过孔道的传输，而且上述导电导质物质的导电性能更有助于电子的传输。