本申请涉及新能源,特别涉及一种正极添加剂及其制备方法和应用。
背景技术:
1、锂离子电池由于其能量利用效率高,环境友好,能量密度高等优点,在消费类电子产品、电动汽车产品中得到了广泛应用,并作为大型储能系统的关键技术备受关注。锂离子电池包括相对设置的正极片以及负极片,在首次充放电过程中,锂离子会在负极片的表面形成钝化膜,即sei膜,从而造成锂离子电池的首次不可逆容量损失,降低锂离子电池的首次充放电比容量以及循环性能。为了弥补锂离子电池在首次充放电过程中因负极片sei膜形成而导致的活性锂损失,提高锂离子电池的首次充放电比容量以及循环性能,需要对锂离子电池进行补锂。然而现有的用于对负极片进行补锂的方法存在较高的安全风险,并且对加工环境要求非常苛刻。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种正极添加剂,该正极添加剂能够用于对电化学装置进行安全高效的补活性离子,提高电化学装置的首次充放电比容量以及循环性能。
2、本申请实施例提供一种上述正极添加剂的制备方法,该制备方法工艺简单,适用于广泛推广应用。
3、本申请实施例提供一种复合正极材料,该复合正极材料在用于电化学装置时,可以提高电化学装置的首次充放电比容量以及循环性能。
4、本申请实施例提供一种复合正极材料的制备方法,用于制备上述的复合正极材料,该制备方法制备工艺简单,有助于节约制造成本。
5、本申请实施例提供一种正极片,包括上述的正极添加剂和/或上述的复合正极材料,该正极片在用于电化学装置时,有助于提高电化学装置的首次充放电比容量以及循环性能。
6、本申请实施例提供一种电化学装置,该电化学装置包括上述的正极片,因此该电化学装置具有优异的首次充放电比容量以及循环性能。
7、本申请实施例提供一种电子设备,该电子设备包括上述的电化学装置,因此该电子设备具有优异的首次充放电比容量以及使用寿命,用户体验感优异。
8、本申请提供一种正极添加剂,其中,所述正极添加剂为相对结晶度为0-95%的活性离子盐。
9、如上所述的正极添加剂,其中,所述正极添加剂为第一纳米活性离子盐形成的片状结构;
10、所述第一纳米活性离子盐的尺寸<150nm;
11、所述正极添加剂的尺寸<10μm。
12、本申请提供一种如上所述正极添加剂的制备方法,其中,包括:对包括所述活性离子盐原料的第一原料体系进行第一冷冻干燥处理得到所述正极添加剂。
13、如上所述的正极添加剂的制备方法,其中,所述第一原料体系还包括表面活性剂。
14、如上所述的正极添加剂的制备方法,其中,所述活性离子盐原料与所述表面活性剂的质量比为(100-1000):1;和/或,
15、所述第一冷冻干燥处理中,温度为-100~-50℃,时间为2-6小时。
16、本申请提供一种复合正极材料,其中,所述复合正极材料包括内核以及包覆于所述内核至少部分表面的包覆层;
17、所述内核包括正极活性物质,所述包覆层包括活性离子盐;
18、所述包覆层的相对结晶度为0-95%。
19、如上所述的复合正极材料,其中,所述包覆层包括第一包覆层;
20、所述第一包覆层包括第二纳米活性离子盐,所述第二纳米活性离子盐的尺寸为1nm-20μm。
21、如上所述的复合正极材料,其中,所述正极活性物质为多晶正极活性物质,所述包覆层还包括第二包覆层,所述第二包覆层包覆于所述内核和/或所述第一包覆层的至少部分表面;
22、所述第二包覆层包括第三纳米活性离子盐,所述第三纳米活性离子盐的尺寸为1-500nm。
23、如上所述的复合正极材料,其中,所述正极活性物质的尺寸为0.5-100μm。
24、如上所述的复合正极材料,其中,所述复合正极材料中,所述内核与所述包覆层的质量比为1:(0.005-0.5)。
25、本申请提供一种如上所述的复合正极材料的制备方法,其中,包括:对包括所述正极活性物质以及活性离子盐原料的第二原料体系进行第二冷冻干燥处理得到所述复合正极材料;
26、所述正极活性物质形成内核,所述活性离子盐原料形成包覆层包覆于所述内核的至少部分表面。
27、如上所述的复合正极材料的制备方法,其中,所述第二原料体系还包括表面活性剂。
28、如上所述的正极添加剂的制备方法,其中,所述活性离子盐原料与所述正极活性物质的总质量与所述表面活性剂的质量比为(100-1000):1;和/或,
29、所述第二冷冻干燥处理中,温度为-100~-50℃,时间为2-6小时。
30、本申请提供一种正极片,其中,包括如上所述的正极添加剂,和/或,如上所述的复合正极材料。
31、如上所述的正极片,其中,所述正极片的正极活性层中,正极添加剂的质量百分含量≤10%。
32、本申请提供一种电化学装置,其中,包括如上所述的正极片。
33、本申请提供一种电子设备,其中,所述电子设备的驱动源或者能量存储源包括如上所述的电化学装置。
34、本申请实施例提供的正极添加剂具有较低的相对结晶度,该正极添加剂在应用于电化学装置中时,可以在较低的电势下进行分解,产生活性离子,为电化学装置补活性离子,提高电化学装置的首次充放电比容量以及循环性能。并且该正极添加剂在用于对电化学装置进行补活性离子时,安全高效。
35、本申请实施例提供的正极添加剂的制备方法,能够制备出上述的正极添加剂,该制备方法还具有工艺简单的优点,有助于广泛推广应用。
36、本申请实施例提供的复合正极材料,该复合正极材料的包覆层具有较低的相对结晶度,该复合正极材料在应用于电化学装置中时,包覆层可以在较低的电势下进行分解,产生活性离子,为电化学装置补活性离子,提高电化学装置的首次充放电比容量以及循环性能。
37、本申请实施例提供的复合正极材料的制备方法,用于制备上述的复合正极材料,该制备方法工艺简单,制造成本低。
38、本申请实施例提供的正极片,包括上述的正极添加剂和/或复合正极材料,在用于电化学装置时,能够提高电化学装置的首次充放电比容量以及循环性能。
39、本申请实施例提供的电化学装置由于采用了前述的正极片,因此在具有较长的使用寿命的同时,还具有优异的首次充放电比容量。
40、本申请实施例提供的电子设备由于通过前述电化学装置进行驱动或者能量存储,因此使用寿命以及首次充放电比容量表现优异,具有极佳的用户体验。
1.一种正极添加剂,其特征在于,所述正极添加剂为相对结晶度为0-95%的活性离子盐。
2.根据权利要求1所述的正极添加剂,其特征在于,所述正极添加剂为第一纳米活性离子盐形成的片状结构;
3.一种权利要求1或2所述正极添加剂的制备方法,其特征在于,包括:对包括所述活性离子盐原料的第一原料体系进行第一冷冻干燥处理得到所述正极添加剂。
4.根据权利要求3所述的正极添加剂的制备方法,其特征在于,所述第一原料体系还包括表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的正极添加剂的制备方法,其特征在于,所述活性离子盐原料与所述表面活性剂的质量比为(100-1000):1;和/或,
6.一种复合正极材料,其特征在于,所述复合正极材料包括内核以及包覆于所述内核至少部分表面的包覆层;
7.根据权利要求6所述的复合正极材料,其特征在于,所述包覆层包括第一包覆层;
8.根据权利要求7所述的复合正极材料,其特征在于,所述正极活性物质为多晶正极活性物质,所述包覆层还包括第二包覆层,所述第二包覆层包覆于所述内核和/或所述第一包覆层的至少部分表面;
9.根据权利要求6-8任一项所述的复合正极材料,其特征在于,所述正极活性物质的尺寸为0.5-100μm。
10.根据权利要求6-9任一项所述的复合正极材料,其特征在于,所述复合正极材料中,所述内核与所述包覆层的质量比为1:(0.005-0.5)。
11.一种权利要求6-10任一项所述的复合正极材料的制备方法,其特征在于,包括:对包括所述正极活性物质以及活性离子盐原料的第二原料体系进行第二冷冻干燥处理得到所述复合正极材料;
12.根据权利要求11所述的复合正极材料的制备方法,其特征在于,所述第二原料体系还包括表面活性剂。
13.根据权利要求12所述的复合正极材料的制备方法,其特征在于,所述活性离子盐原料与所述正极活性物质的总质量与所述表面活性剂的质量比为(100-1000):1;和/或,
14.一种正极片,其特征在于,包括权利要求1-2任一项所述的正极添加剂,和/或,权利要求6-10任一项所述的复合正极材料。
15.根据权利要求14所述的正极片,其特征在于,所述正极片的正极活性层中,正极添加剂的质量百分含量≤10%。
16.一种电化学装置,其特征在于,包括权利要求14或15所述的正极片。
17.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备的驱动源或者能量存储源包括权利要求16所述的电化学装置。
