[发明专利]复合正极材料及其制备方法

说明书

本申请公开了一种本申请复合正极材料及其制备方法。本申请复合正极材料包括作为正极材料的贫锂相和用于补锂的富锂相，且富锂相与贫锂相形成复合材料，并在首次充电中富锂相至少向贫锂相提供锂离子。本申请复合正极材料所含的富锂相能够在首次充放电中发挥补锂添加剂的作用，释放锂离子，一方面在负极形成含锂膜层；另一方面，该富锂相提供的锂离子还可以作为可逆锂离子，为贫锂相补充锂离子，从而提高正极材料的容量和电池能量密度和循环性能。本申请复合正极材料的制备方法能够保证制备的复合正极材料电化学性能稳定，而且效率高，节约生产成本。

技术领域

本申请属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种复合正极材料及其制备方法。

背景技术

二次电池(Rechargeable battery)又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。二次电池具有体积小和质轻的优点，能够满足日益生活化的电子器件特别是小型化电子器件的使用需求。随着二次电池技术的快速发展，以锂金属作为活性材料的锂二次电池由于具有能量密度高、循环寿命长、安全性高、环境友好等优点，被广泛应用于电动车、电动工具、可移动电子消费品以及储能等诸多方面，逐渐成为主流的二次电池。而锂金属由于具有氧化还原电位低(相对于标准氢电极，-3.045V)和重量能量密度高(3860mAh/g)的特性，有望作为高容量二次电池用负极材料。

其中，正极材料或负极材料是影响锂离子电池电化学性能的重要因素之一。如正极材料在充放电过程中，其所含的锂离子会被在负极上逐渐形成固态电解质膜SEI膜，而导致正极锂离子含量降低，导致正极材料的首周容量和循环寿命。

为了解决该正极材料所含锂的消耗，现有一般是将正极材料与补锂添加剂进行混合，形成正极活性材料层，以在首次充电过程，以牺牲补锂添加剂所含的锂，从而保证正极材料所含的可脱嵌锂离子含量。但是该方法补锂效果不理想，而且导致正极材料的含量降低，从而降低电池的能量密度。

还有一种是以锂箔作为负极，以提供锂离子和补充首次充电过程中所消耗的锂离子。由于锂箔是锂金属单质，其化学活性高，导致电池组装的工艺难度增加；而且，目前工艺条件，很难将锂箔做到极致低的厚度，这样，将锂箔作为负极以及作为补锂锂源，其导致一方面导致补锂锂源含量严重过量而导致成本的增加，另一方面增加了电池的重量，降低了电池的能量密度。

发明内容

本申请的目的在于提供一种复合正极材料及其制备方法，以解决现有采用补锂添加剂补锂和采用锂箔做负极补锂导致的补锂效率或电池的能量密度低技术问题。

为了实现上述申请目的，本申请的第一方面，提供了一种复合正极材料。本申请复合正极材料包括作为正极材料的贫锂相和用于补锂的富锂相，且富锂相与贫锂相形成复合材料，并在首次充电中富锂相至少向贫锂相提供锂离子。

本申请的第二方面，提供了一种复合正极材料的制备方法。本申请复合正极材料的制备方法包括如下步骤：

提供作为正极材料的贫锂相和用于提供锂离子的富锂相；

将贫锂相和富锂相按一定比例进行复合处理和热处理，得到复合正极材料；其中，热处理的温度低于贫锂相和富锂相的烧结温度。

与现有技术相比，本申请具有以下的技术效果：

本申请复合正极材料通过富锂相和贫锂相复合，这样，在首次充放电过程中，本申请复合正极材料所含的富锂相能够发挥补锂添加剂的作用，释放锂离子，一方面在负极形成含锂膜层，这样，可以作为补充SEI膜所消耗的锂离子也可以避免电池额外设置富锂负极；另一方面，该富锂相提供的锂离子还可以作为可逆锂离子，为贫锂相补充锂离子，从而提高正极材料的容量和电池能量密度和循环性能。