预补锂导电剂及其制备方法和应用技术

本申请公开了预补锂导电剂及其制备方法和应用，所述预补锂导电剂包括：Li、Li/C和导电碳材料，所述Li附着在所述导电碳材料的表面，所述Li/C镶嵌在所述导电碳材料的层间。本申请的预补锂导电剂中的活性锂更易脱出，具有极高的电化学反应活性，能够有效弥补锂离子电池负极SEI膜形成过程过的锂离子的损失，从而提升了锂离子电池的首次充放电效率，提高了正极混料的克容量，提升了锂离子电池的容量，同时还改善了锂离子电池的循环性能，并且还进一步增强了导电剂的导电性，降低了活性材料的阻抗。降低了活性材料的阻抗。

【技术实现步骤摘要】
预补锂导电剂及其制备方法和应用


[0001]本申请属于锂离子电池
，具体涉及一种预补锂导电剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有工作电压高、比能量大、体积小、质量轻、循环寿命长等特点，使其 成为汽车产业发展竞争的焦点。随着锂离子电池在便携式电子设备、电动自行车和电动汽 车领域的不断发展，其对锂离子电池能量密度等性能的要求越来越高。
[0003]锂离子电池中的正极材料配方中常见的导电剂主要有碳纳米管、石墨烯、炭黑等，在 电池中起到增强正极材料导电性、降低电池正极阻抗的作用，然而添加常规导电剂的正极 材料首次充放电效率约为96％，负极材料首次充放电效率仅为92
‑
94％，会造成一定程度的 容量损失，导致锂离子电池的正极材料混料克容量偏低，影响电池包的能量密度。现有技 术中的正极活性物质补锂、正极浆料补锂以及氧化物、硫化物补锂导电剂技术，往往存在 着制备工艺复杂、锂离子脱出率低以及引入其他杂质的问题，因此，有待进一步研究。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个 目的在于提出一种预补锂导电剂及其制备方法和应用。本申请的预补锂导电剂中的活性锂 更易脱出，具有极高的电化学反应活性，能够有效弥补锂离子电池负极SEI膜形成过程过 的锂离子的损失，从而提升了锂离子电池的首次充放电效率，提高了正极混料的克容量， 提升了锂离子电池的容量，同时还改善了锂离子电池的循环性能，并且还进一步增强了导 电剂的导电性，降低了活性材料的阻抗。
[0005]在本申请的一个方面，本申请提出了一种预补锂导电剂。根据本申请的实施例，所述 预补锂导电剂包括：Li、Li/C和导电碳材料，所述Li附着在所述导电碳材料的表面，所述 Li/C镶嵌在所述导电碳材料的层间。
[0006]根据本申请实施例的预补锂导电剂，首先，本申请的预补锂导电剂为锂离子电池的充 电过程提供了新的锂源以及锂离子扩散途径，用于补充首次充放电过程中锂离子的损失， 从而提升了锂离子电池的首次充放电效率，提高了正极混料的克容量，提升了锂离子电池 的容量，同时还改善了锂离子电池的循环性能。其次，与以往的补锂导电剂材料相比，在 本申请的预补锂导电剂中，由于所述Li附着在所述导电碳材料的表面，所述Li/C镶嵌在 所述导电碳材料的层间，该预补锂导电剂中的活性锂更易脱出，具有极高的电化学反应活 性，能够有效补充首次充放电过程中活性物质的损失，并且不引入其他杂质。再次，与常 规的导电剂材料相比，在本申请的预补锂导电剂中，由于所述Li附着在所述导电碳材料的 表面，所述Li/C镶嵌在所述导电碳材料的层间，Li原子与C原子间具有较多的异原子界面， 有利于电子转移，进一步增强了导电剂的导电性，从而降低了活性材料的阻抗。
[0007]另外，根据本申请上述实施例的预补锂导电剂还可以具有如下附加的技术特征：
[0008]在本申请的一些实施例中，基于所述Li、所述Li/C和所述导电碳材料的总质量，所述 Li和所述Li/C的总含量为22
‑
68wt％。
[0009]在本申请的一些实施例中，基于所述Li和所述Li/C的总质量，所述Li/C的含量为 5
‑
30wt％。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述预补锂导电剂的比表面积为510～515g/m2。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述导电碳材料选自纳米管、石墨烯、炭黑和碳纤维中的 至少之一。
[0012]在本申请的再一个方面，本申请提出了一种制备上述预补锂导电剂的方法。根据本申 请的实施例，所述方法包括：
[0013]将锂粉和导电碳材料混合，以便得到混合物；
[0014]在惰性气氛中，将所述混合物高温反应，以便得到预补锂导电剂。
[0015]根据本申请实施例的制备上述预补锂导电剂的方法，与以往的导电剂补锂技术相比， 该方法采用简便的直接加热法，在惰性气氛以及高温条件下能够快速进行导电剂补锂，其 中，部分游离的锂原子进入层间碳原子的晶格中，形成Li/C，剩余单质Li则附着在所述导 电碳材料的表面，制备过程不引入其他杂质。由此制备得到的预补锂导电剂中的活性锂更 易脱出，具有极高的电化学反应活性，能够有效弥补锂离子电池负极SEI膜形成过程过的 锂离子的损失，从而提升了锂离子电池的首次充放电效率，提高了正极混料的克容量，提 升了锂离子电池的容量，同时还改善了锂离子电池的循环性能，并且还进一步增强了导电 剂的导电性，降低了活性材料的阻抗。
[0016]另外，根据本申请上述实施例的方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0017]在本申请的一些实施例中，所述锂粉和导电碳材料的质量比为1：(0.5
‑
4)，优选1：(2
‑
3)。
[0018]在本申请的一些实施例中，所述高温反应的温度为600
‑
800℃。
[0019]在本申请的一些实施例中，所述高温反应的时间为5
‑
8h。
[0020]在本申请的一些实施例中，所述惰性气氛为氮气气氛、氦气气氛或氩气气氛。
[0021]在本申请的第三个方面，本申请提出一种正极片。根据本申请的实施例，该正极片采 用上述预补锂导电剂制得或采用上述制备方法得到的预补锂导电剂制得。由此，所述正极 片具有上述实施例预补锂导电剂的所有优点。
[0022]在本申请的第四个方面，本申请提出一种负极片。根据本申请的实施例，该负极片采 用上述预补锂导电剂制得或采用上述制备方法得到的预补锂导电剂制得。由此，所述正极 片具有上述实施例预补锂导电剂的所有优点。
[0023]在本申请的第五个方面，本申请提出一种锂离子电池。根据本申请的实施例，该锂离 子电池具有上述正极片。由此，提高了锂离子电池的首次库伦效率和克容量，同时提高了 锂离子电池的循环性能。
[0024]在本申请的第六个方面，本申请提出了一种电动汽车。根据本申请的实施例，所述电 动汽车具有如上所述的锂离子电池。由此，使得装载上述锂电池的车辆具有优异的续航能 力，从而满足消费者的使用需求。
[0025]本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明 显，或通过本申请的实践了解到。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本申请的实施例，下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请， 而不能理解为对本申请的限制。
[0027]在本申请的一个方面，本申请提出了一种预补锂导电剂。根据本申请的实施例，所述 预补锂导电剂包括：Li、Li/C和导电碳材料，所述Li以颗粒的形式附着在所述导电碳材料 的表面，所述Li/C以颗粒的形式镶嵌在所述导电碳材料的层间。由此，首先，本申请的预 补锂导电剂为锂离子电池的充电过程提供了新的锂源以及锂离子扩散途径，用于补充首次 充放电过程中锂离子的损失，从而提升了锂离子电池的首次充放电效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预补锂导电剂，其特征在于，包括：Li、Li/C和导电碳材料，所述Li附着在所述导电碳材料的表面，所述Li/C镶嵌在所述导电碳材料的层间。2.根据权利要求1所述的预补锂导电剂，其特征在于，基于所述Li、所述Li/C和所述导电碳材料的总质量，所述Li和所述Li/C的总含量为22
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68wt％。3.根据权利要求2所述的预补锂导电剂，其特征在于，基于所述Li和所述Li/C的总质量，所述Li/C的含量为5
‑
30wt％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的预补锂导电剂，其特征在于，所述预补锂导电剂的比表面积为510～515g/m2。5.根据权利要求1
‑
3任一项所述的预补锂导电剂，其特征在于，所述导电碳材料选自纳米管、石墨烯、炭黑和碳纤维中的至少之一。6.一种制备权利要求1
‑
5任一项所述的预补锂导电剂的方法，其特征在于，包括：将锂粉和导电碳材料混合，以便得到混合物；在惰性气氛中，将所述混合物高温反应，以便得到预补锂导电剂。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许占，袁晓涛，肖晶，葛立萍，何科峰，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：