[发明专利]正极补锂剂及其应用

说明书

本发明提供了一种正极补锂剂及其应用，所述正极补锂剂为核壳结构，其中核体包括Li₅FeO₄，壳体包括Li₂NiO₂。本发明采用同样作为补锂剂的Li₂NiO₂包覆Li₅FeO₄，避免Li₅FeO₄与空气接触，提升了Li₅FeO₄的环境稳定性，使Li₅FeO₄的容量能够最大程度发挥，并且Li₂NiO₂也具有补锂效果，能够同时利用二者的补锂效果来提升电池的能量密度及循环稳定性。

技术领域

本发明属于电池领域，涉及一种补锂剂，尤其涉及一种正极补锂剂及其应用。

背景技术

在锂离子电池中，正负极首次库伦效率更低的那一方决定了整个电池的首次效率，当正负极效率相当时，电池中的活性锂的利用率最高。目前商用体系的首次效率均受限于负极更低的首次效率。因此，正极提供的许多活性Li会被消耗，使电池整体的能量密度下降。

目前广泛研究的锂离子补充材料Li₅FeO₄(LFO)能够释放四个当量的锂离子，具有高的理论容量(726mAh/g)，且可逆性极差(库伦效率10％)，是一种较为理想的补锂添加剂。然而，LFO在空气中不稳定，易吸潮而形成无活性的Li_xFe_yO_z以及残碱(Li₂CO₃、LiOH)，这不仅使其电化学活性降低，残碱的存在还会导致电池产气，造成安全隐患。

基于以上研究，需要提供一种正极补锂剂，其具有较好的稳定性，并具有高的理论容量，能够提升电池的能量密度和循环稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正极补锂剂及其应用，所述正极补锂剂为核壳结构，核体为LFO，同样具有补锂效果的壳体将LFO包裹，抑制了LFO在空气中的氧化，提升了电池的能量密度和循环稳定性，避免了LFO的单独添加产生的安全性问题。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种正极补锂剂，所述正极补锂剂为核壳结构，其中核体包括Li₅FeO₄，壳体包括Li₂NiO₂。

本发明采用同样作为补锂剂的Li₂NiO₂(LNO)包覆Li₅FeO₄，所述LNO能够避免Li₅FeO₄与空气接触，提升了Li₅FeO₄的环境稳定性，使Li₅FeO₄的容量能够最大程度发挥，并且Li₂NiO₂也具有补锂效果，能够同时利用二者的补锂效果来提升电池的能量密度及循环稳定性。

优选地，所述壳体还包括碳。

本发明所述壳体还包括导电碳，两种包覆材料能够进一步包覆Li₅FeO₄，在提升Li₅FeO₄的稳定性的同时，还提高了正极补锂剂的导电性。

优选地，所述Li₅FeO₄和Li₂NiO₂的质量比为(1至10):(1至10)，例如可以是1:1、5:1、10:1、1:5或1:10，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。