CN113764672A - 一种预锂化正极浆料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种预锂化正极浆料及其制备方法与应用，所述预锂化正极浆料包括包覆改性氮化锂；所述包覆改性氮化锂的包覆层包括碳、固态电解质或碳酸锂中至少两种的组合。本发明采用包覆改性氮化锂作为预锂化添加剂，其能够提供大量的活性锂，在预锂化过程中产生的气体不会与锂离子电池中的其它材料反应，且可以在锂离子电池制备过程中排出；氮化锂的包覆层可以隔绝氧气和水分，避免氮化锂和溶剂的直接接触，同时包覆层形成支撑结构，防止正极材料的结构坍塌，降低正极极片的内阻，提高锂离子电池的电性能。

Description

一种预锂化正极浆料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种正极浆料，尤其涉及一种预锂化正极浆料及其制备方法与应用。
背景技术
锂离子电池技术的快速发展使得锂离子电池在便携式电子产品、电动工具、医疗设备和电动汽车领域得到广泛的应用。随着人们生活水平的提高，对于锂电池的电性能和安全性能要求也越来越高。锂离子电池的电性能主要取决于正负极材料，发展高能量密度的正负极材料是当前的研究重点之一。为了提高电池的能量密度，人们研究最多的是预锂化技术，预锂化能够提前在材料内引入活性锂，避免了全电池中有限锂源的过度消耗，预锂化又可分为正极预锂化、负极预锂化或电化学预锂化等。
CN 112467139A公开了一种锂离子电池正极预锂化剂及其制备方法和应用，涉及锂离子电池技术领域，所述正极预锂化剂为Lix(CuyFez)O2，其中x+y+z=1，0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1；其制备方法是将锂盐、铜盐和铁盐按比例溶于溶剂，得混合液：将混合液搅拌至溶液蒸干，得到干凝胶；将干凝胶经研磨后在惰性气氛下进行高温固相反应，即得Lix(CuyFez)O2预锂化剂。其公开的使用富锂金属氧化物作为预锂化剂，虽然可以提供可观的活性锂离子，但是脱锂后的预锂材料仍会残留在正极材料中，从而影响锂离子电池的能量密度。
CN 112542589A公开了一种正极预锂化材料的制备方法、产物及应用，其中制备方法是将MeOF与金属锂按照摩尔比为1:3~4.2的比例进行称量后置于加热台上，加热并在保护性气体气氛下使MeOF与熔融金属锂两者搅拌混合进行充分反应，降温后即可得到主要由Me单质、LiF和Li2O组成的Me/LiF/Li2O预锂化剂。其通过对制备方法的整体工艺流程、反应原料的组成与配比等进行改进，把得到的正极预锂化添加剂添加到正极，提升锂离子电池的容量和能量密度。其公开的使用的富锂金属氧化物，虽然可以提供活性锂，但是脱锂后的预锂材料仍会残留在正极材料中，影响电池能量密度。
基于以上研究，如何提供一种预锂化正极浆料，其中预锂化剂能防止正极材料的结构坍塌，产生的空隙还可以增加电解液的浸润程度，降低正极浆料的内阻，提高电池的电性能，并且正极浆料的补锂方法只需一次合浆和一次涂布，节省了时间、人工及设备成本，提高了生产效率，成为了目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预锂化正极浆料及其制备方法与应用，所述预锂化正极浆料包括包覆改性氮化锂，其能够提供大量的活性锂，在预锂化过程中产生的气体不会与锂离子电池中的其它材料反应，且可以在锂离子电池制备过程中排出；氮化锂的包覆层可以隔绝氧气和水分，避免氮化锂和溶剂的直接接触，同时包覆层形成支撑结构，防止正极材料的结构坍塌，降低正极极片的内阻，提高锂离子电池的电性能。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料包括包覆改性氮化锂；
所述包覆改性氮化锂的包覆层包括碳、固态电解质或碳酸锂中至少两种的组合，典型但非限制的组合包括碳和固态电解质的组合，碳和碳酸锂的组合，固态电解质和碳酸锂的组合，或碳、固态电解质和碳酸锂的组合。
本发明采用经包覆改性氮化锂作为预锂化添加剂，其能够提供大量的活性锂，在预锂化过程中分解产生的气体不会与锂离子电池中的其它材料反应；氮化锂的包覆层可以隔绝氧气和水分，避免氮化锂和溶剂的直接接触；同时在预锂化过程中，氮化锂分解产生气体后，包覆层可以形成支撑结构，防止正极材料的结构坍塌，包覆层产生的空隙还可以增加电解液的浸润程度，降低正极极片的内阻，提高锂离子电池的电性能。
优选地，所述包覆改性氮化锂的包覆层中任意两种包覆物质的质量比为1:(0.5~1.5)，例如可以是1:0.5、1:1或1:1.5，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。
优选地，所述包覆改性氮化锂的粒径D50为100~200nm，例如可以是100nm、125nm、150nm、175nm或200nm，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。
优选地，所述包覆层的厚度为10~20nm，例如可以是10nm、12.5nm、15nm、17.5nm或20nm，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。
示例性的，本发明所述包覆改性氮化锂的制备方法包括如下步骤：
氩气气氛下，按配方量球磨混合包覆物和氮化锂得混合料，所述混合料300~600℃烧结5~10h，过筛后得到所述包覆改性氮化锂。
所述包覆物包括碳、固态电解质和碳酸锂；包覆层的厚度与包覆物和氮化锂的质量比成正相关。
上述包覆改性氮化锂制备方法的工艺参数内，能够实现上述包覆改性氮化锂的制备。
优选地，所述固态电解质包括硅酸锂、硼酸锂、偏硼酸锂、磷酸锂或氮化磷酸锂中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制的组合包括硅酸锂或硼酸锂的组合，硅酸锂和偏硼酸锂的组合，硅酸锂和磷酸锂的组合，或硅酸锂和氮化磷酸锂的组合。
优选地，所述预锂化正极浆料还包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和有机溶剂。
优选地，所述包覆改性氮化锂、正极活性物质、导电剂和粘结剂的质量比为(0.1~5):(90~97.5):(1.5~2):(1~3)，例如可以是2.5:95:1.5:1、5:90:2:3或1.5:96:1.5:1，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。
优选地，所述正极活性物质包括磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、钴酸锂或镍锰酸锂中任意一种或至少两种的组合，典型但非限制的组合包括磷酸铁锂和镍钴锰酸锂的组合，磷酸铁锂和镍钴铝酸锂的组合，镍钴锰酸锂和磷酸锰铁锂的组合，或锰酸锂和磷酸锰铁锂的组合。
优选地，所述导电剂包括碳纳米管、石墨烯、碳纤维、科琴黑、乙炔黑或导电石墨中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制的组合包括碳纳米管和石墨烯的组合，碳纳米管和碳纤维的组合，碳纳米管和科琴黑的组合，碳纤维和科琴黑的组合，碳纤维和乙炔黑的组合，或乙炔黑和导电石墨的组合。
优选地，所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯树脂或聚四氟乙烯中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制的组合包括聚偏二氟乙烯和聚偏氟乙烯树脂的组合，聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯的组合，或聚偏氟乙烯树脂和聚四氟乙烯的组合。
优选地，所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制的组合包括N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺的组合，N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基乙酰胺的组合，或N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺的组合。
优选地，所述预锂化正极浆料的固含量为50~80%，例如可以是50%、60%、70%或80%，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。
优选地，所述预锂化正极浆料的粘度为5000~12000mPa·s，例如可以是5000mPa·s、6000mPa·s、7000mPa·s、8000mPa·s、9000mPa·s、10000mPa·s、11000mPa·s或12000mPa·s，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。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的预锂化正极浆料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
按配方量混合包覆改性氮化锂、正极活性物质、导电剂、粘结剂和有机溶剂，得到所述预锂化正极浆料。
第三方面，本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如第一方面所述的预锂化正极浆料。
优选地，化成所述锂离子电池的温度为30~50℃，例如可以是30℃、35℃、40℃、45℃或50℃，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。
优选地，所述化成的湿度为露点温度-30℃以下，例如可以是-30℃、-35℃、-40℃、-45℃、-50℃、-60℃或-65℃，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。
优选地，所述化成的真空度为-0.06Mpa以下，例如可以是-0.06Mpa、-0.07Mpa、-0.08Mpa、-0.09Mpa、-0.1Mpa、-0.15Mpa或-0.2Mpa，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。
优选地，所述化成的电压为2.0~4.3V，电流为0.001~1C。
所述化成的电压为2.0~4.3V，例如可以是2.0V、2.5V、3.0V、3.5V、4.0V或4.3V，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。
所述化成的电流为0.001~1C，例如可以是0.001C、0.005C、0.01C、0.05C、0.1C、0.5C或1C，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。
本发明在预锂化过程中产生的氮气，不会与锂离子电池中的其它材料反应，且在锂离子电池真空负压化成时排出电池，不会影响锂离子电池的安全性和电化学性能。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过采用包覆改性氮化锂作为预锂化添加剂，其能够提供大量的活性锂，在预锂化过程中分解产生的气体不会与锂离子电池中的其它材料反应；氮化锂的包覆层可以隔绝氧气和水分，避免氮化锂和溶剂的直接接触；同时在预锂化过程中，氮化锂分解产生气体后，包覆层可以形成支撑结构，防止正极材料的结构坍塌，包覆层产生的空隙还可以增加电解液的浸润程度，降低正极极片的内阻，提高锂离子电池的电性能；本发明只需一次合浆和一次涂布，节省了时间、人工和设备成本，提高了生产效率。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
下列实施方式中所述包覆改性氮化锂采用如下方式制备得到：
氩气气氛下，按配方量球磨混合包覆物和氮化锂得混合料，所述混合料500℃烧结8h，过筛后得到所述包覆改性氮化锂。
上述对于包覆改性氮化锂制备方法的说明是为了更完整的阐述技术方案，不应视为对本发明的具体限定。
实施例1
本实施例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料包括包覆改性氮化锂、镍钴锰酸锂(NCM811)、碳纳米管、聚偏二氟乙烯(PVDF5130)和N-甲基吡咯烷酮；
所述包覆改性氮化锂的包覆层包括质量比为1:1的碳和硅酸锂，所述包覆改性氮化锂的粒径D50为150nm，包覆层的厚度为15nm；所述包覆改性氮化锂、镍钴锰酸锂(NCM811)、碳纳米管和聚偏二氟乙烯(PVDF5130)的质量比为3:93:2:2；所述预锂化正极浆料的固含量为65%，粘度为8500mPa·s。
所述预锂化正极浆料的制备方法包括如下步骤：
按配方量混合包覆改性氮化锂、镍钴锰酸锂(NCM811)、碳纳米管、聚偏二氟乙烯(PVDF5130)和N-甲基吡咯烷酮，得到所述预锂化正极浆料。
实施例2
本实施例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料包括包覆改性氮化锂、磷酸铁锂(LiFePO4)、石墨烯、聚偏二氟乙烯(PVDF5130)和N,N-二甲基甲酰胺；
所述包覆改性氮化锂的包覆层包括质量比为1.5:1的碳和硅酸锂，所述包覆改性氮化锂的粒径D50为100nm，包覆层的厚度为20nm；所述包覆改性氮化锂、磷酸铁锂(LiFePO4)、石墨烯和聚偏二氟乙烯(PVDF5130)的质量比为1:95:2:3；所述预锂化正极浆料的固含量为50%，粘度为5000mPa·s。
所述预锂化正极浆料的制备方法包括如下步骤：
按配方量混合包覆改性氮化锂、磷酸铁锂(LiFePO4)、石墨烯、聚偏二氟乙烯(PVDF5130)和N,N-二甲基甲酰胺，得到所述预锂化正极浆料。
实施例3
本实施例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料包括包覆改性氮化锂、镍钴锰酸锂(NCM811)、导电石墨、聚乙烯醇(PVA-1788)和N,N-二甲基乙酰胺；
所述包覆改性氮化锂的包覆层包括质量比为1:1.5的碳和硅酸锂，所述包覆改性氮化锂的粒径D50为200nm，包覆层的厚度为10nm；所述包覆改性氮化锂、镍钴锰酸锂(NCM811)、导电石墨和聚乙烯醇(PVA-1788)的质量比为5:91:2:2；所述预锂化正极浆料的固含量为80%，粘度为12000mPa·s。
所述预锂化正极浆料的制备方法包括如下步骤：
按配方量混合包覆改性氮化锂、镍钴锰酸锂(NCM811)、导电石墨、聚乙烯醇(PVA-1788)和N,N-二甲基乙酰胺，得到所述预锂化正极浆料。
实施例4
本实施例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料除包覆改性氮化锂的包覆层包括质量比为1:1的碳和碳酸锂外，其余均与实施例1相同；
所述预锂化正极浆料的制备方法与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料除包覆改性氮化锂的包覆层包括质量比为1:1的碳酸锂和硼酸锂外，其余均与实施例1相同；
所述预锂化正极浆料的制备方法与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料除包覆改性氮化锂的粒径D50为300nm外，其余均与实施例1相同；
所述预锂化正极浆料的制备方法与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料除包覆改性氮化锂的粒径D50为20nm外，其余均与实施例1相同；
所述预锂化正极浆料的制备方法与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料除包覆改性氮化锂的包覆层的厚度为30nm外，其余均与实施例1相同；
所述预锂化正极浆料的制备方法与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料除包覆改性氮化锂的包覆层的厚度为5nm外，其余均与实施例1相同；
所述预锂化正极浆料的制备方法与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料除包覆改性氮化锂、镍钴锰酸锂(NCM811)、碳纳米管和聚偏二氟乙烯(PVDF5130)的质量比为0.08:97.5:1.42:1外，其余均与实施例1相同；
所述预锂化正极浆料的制备方法与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料除预锂化正极浆料的固含量为85%外，其余均与实施例1相同；
所述预锂化正极浆料的制备方法与实施例1相同。
实施例12
本实施例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料除预锂化正极浆料的固含量为45%外，其余均与实施例1相同；
所述预锂化正极浆料的制备方法与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供了一种预锂化正极浆料，所述预锂化正极浆料除氮化锂未进行包覆改性外，其余均与实施例1相同；
所述预锂化正极浆料的制备方法与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供了一种正极浆料，所述正极浆料除不包括包覆改性氮化锂外，其余均与实施例1相同；
所述正极浆料的制备方法与实施例1相同。
应用例1
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例1所述的预锂化正极浆料，所述锂离子电池的制备方法包括如下步骤：
所述预锂化正极浆料涂在铝箔上，经烘干、碾压、模切及分切得到预锂化正极极片；预锂化正极极片、石墨负极极片和聚乙烯隔膜通过卷绕组装成裸电芯，裸电芯经入壳、激光焊、烘烤、注液和静置12h后，进行化成，得到所述锂离子电池；
所述化成的温度为40℃，湿度为露点温度-30℃，真空度为-0.06Mpa。
应用例2
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例1所述的预锂化正极浆料，所述锂离子电池的制备方法除化成条件与应用例1不同，其余均与应用例1相同：
本应用例中化成的温度为30℃，湿度为露点温度-40℃以下，真空度为-0.1Mpa。
应用例3
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例1所述的预锂化正极浆料，所述锂离子电池的制备方法除化成条件与应用例1不同，其余均与应用例1相同；
本应用例中化成的温度为50℃，湿度为露点温度-45℃，真空度为-0.2Mpa。
应用例4
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例2所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
应用例5
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例3所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
应用例6
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例4所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
应用例7
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例5所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
应用例8
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例6所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
应用例9
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例7所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
应用例10
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例8所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
应用例11
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例9所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
应用例12
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例10所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
应用例13
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例11所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
应用例14
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例12所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
应用例15
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例1所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法除化成的温度为60℃外，其余均与应用例1相同。
应用例16
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例1所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法除化成的温度为20℃外，其余均与应用例1相同。
应用例17
本应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括实施例1所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法除化成的真空度为-0.01Mpa外，其余均与应用例1相同。
对比应用例1
本对比应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括对比例1所述的预锂化正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
对比应用例2
本对比应用例提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括对比例2所述的正极浆料；
所述锂离子电池的制备方法与应用例1相同。
以上应用例与对比应用例提供的锂离子电池分别采用0.005C、0.01C和0.05C的电流恒流充电30min，再采用0.1C恒流恒压充电至4.2V，其中恒压截止电流为0.05C，上述四次步充充电容量总和为首次充电容量；步充充电结束后，静置30min；以0.5C放电至2.7V，测试首次放电容量；首次效率=首次放电容量/首次充电容量。
测试结果如表1所示：
表1
Figure 898724DEST_PATH_IMAGE001
从表1可以看出以下几点：
（1）由应用例1与应用例8~9可知，应用例8~9提供的锂离子电池的预锂化正极浆料中，包覆改性氮化锂的粒径D50不在优选范围内，与应用例1相比，应用例8~9提供的锂离子电池的首次效率降低；由此可知，包覆改性氮化锂的粒径D50在优选范围内，有利于提升锂离子电池的首次效率。
（2）由应用例1与应用例10~11可知，应用例10~11提供的锂离子电池的预锂化正极浆料中，包覆改性氮化锂的包覆层厚度不在优选范围内，与应用例1相比，应用例10~11提供的锂离子电池的首次效率降低；由此可知，包覆改性氮化锂的包覆层厚度在优选范围内，有利于提升锂离子电池的首次效率。
（3）由应用例1与应用例12可知，应用例12提供的锂离子电池的预锂化正极浆料中，包覆改性氮化锂、正极活性物质、导电剂和粘结剂的质量比不在优选范围内，与应用例1相比，应用例12提供的锂离子电池的首次效率降低；由此可知，包覆改性氮化锂、正极活性物质、导电剂和粘结剂的质量比在优选范围内，有利于提升锂离子电池的首次效率。
（4）由应用例1与应用例13~14可知，应用例13~14提供的锂离子电池的预锂化正极浆料的固含量不在优选范围内，与应用例1相比，应用例13~14提供的锂离子电池的首次效率降低；由此可知，预锂化正极浆料的固含量在优选范围内，有利于提升锂离子电池的首次效率。
（5）由应用例1与应用例15~16可知，应用例15~16提供的锂离子电池的化成温度不在优选的范围内，与应用例1相比，应用例15~16提供的锂离子电池的首次效率降低；由此可知，锂离子电池的化成温度在优选范围内，有利于提升锂离子电池的首次效率。
（6）由应用例1与应用例17可知，应用例17提供的锂离子电池的化成真空度不在优选的范围内，与应用例1相比，应用例17提供的锂离子电池的首次效率降低；由此可知，锂离子电池的化成真空度在优选范围内，有利于提升锂离子电池的首次效率。
（7）由应用例1与对比应用例1可知，对比应用例1提供的锂离子电池的预锂化正极浆料中，氮化锂未进行包覆改性处理，与应用例1相比，对比应用例1提供的锂离子电池的首次效率降低；由此可知，本发明提供的氮化锂的包覆层可以隔绝氧气和水分，避免氮化锂和溶剂的直接接触，同时包覆层形成支撑结构，防止正极材料的结构坍塌，降低正极极片的内阻，提高锂离子电池的电性能。
（8）由应用例1与对比应用例2可知，对比应用例2提供的锂离子电池的正极浆料中，未加入改性包覆氮化锂，与应用例1相比，对比应用例2提供的锂离子电池的首次效率降低；由此可知，本发明在正极浆料中加入包覆改性氮化锂，其能够提供大量的活性锂，防止正极材料的结构坍塌，降低正极极片的内阻，提高锂离子电池的电性能。
综上所述，本发明提供一种预锂化正极浆料及其制备方法与应用，所述预锂化正极浆料包括包覆改性氮化锂；所述包覆改性氮化锂的包覆层包括碳、固态电解质或碳酸锂中至少两种的组合。本发明通过采用包覆改性氮化锂作为预锂化添加剂，其能够提供大量的活性锂，在预锂化过程中分解产生的气体不会与锂离子电池中的其它材料反应；氮化锂的包覆层可以隔绝氧气和水分，避免氮化锂和溶剂的直接接触；同时在预锂化过程中，氮化锂分解产生气体后，包覆层可以形成支撑结构，防止正极材料的结构坍塌，包覆层产生的空隙还可以增加电解液的浸润程度，降低正极极片的内阻，提高锂离子电池的电性能；本发明只需一次合浆和一次涂布，节省了时间、人工和设备成本，提高了生产效率。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体应用方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种预锂化正极浆料，其特征在于，所述预锂化正极浆料包括包覆改性氮化锂；
所述包覆改性氮化锂的包覆层包括碳、固态电解质或碳酸锂中至少两种的组合。
2.根据权利要求1所述的预锂化正极浆料，其特征在于，所述包覆改性氮化锂的粒径D50为100~200nm。
3.根据权利要求1或2所述的预锂化正极浆料，其特征在于，所述包覆层的厚度为10~20nm。
4.根据权利要求3所述的预锂化正极浆料，其特征在于，所述固态电解质包括硅酸锂、硼酸锂、偏硼酸锂、磷酸锂或氮化磷酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求4所述的预锂化正极浆料，其特征在于，所述预锂化正极浆料还包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和有机溶剂。
6.根据权利要求5所述的预锂化正极浆料，其特征在于，所述包覆改性氮化锂、正极活性物质、导电剂和粘结剂的质量比为(0.1~5):(90~97.5):(1.5~2):(1~3)。
7.根据权利要求5或6所述的预锂化正极浆料，其特征在于，所述预锂化正极浆料的固含量为50~80%，粘度为5000~12000mPa·s。
8.一种如权利要求1~7任一项所述的预锂化正极浆料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
按配方量混合包覆改性氮化锂、正极活性物质、导电剂、粘结剂和有机溶剂，得到所述预锂化正极浆料。
9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求1~7任一项所述的预锂化正极浆料。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，化成所述锂离子电池的温度为30~50℃，湿度为露点温度-30℃以下，真空度为-0.06Mpa以下，电压为2.0~4.3V，电流为0.001~1C。
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