CN113937254A - 电池正极补锂添加剂、正极片、其制备方法及锂离子电池 - Google Patents

电池正极补锂添加剂、正极片、其制备方法及锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了电池正极补锂添加剂、正极片、其制备方法及锂离子电池,所述电池正极补锂添加剂制备方法包括:将锂源和镍源混合后煅烧得到富锂材料,将所述富锂材料与水混合进行水洗,随后干燥处理得到电池正极补锂添加剂。本发明通过增加水洗工艺,显著降低正极补锂添加剂材料的残碱值,并且通过调控水洗工艺参数,能够进一步降低正极补锂添加剂材料的残碱值。同时,低残碱正极补锂添加剂有效缓解了在正极浆料制备过程中残碱对粘结剂的破坏,改善正极浆料流动性,从而达到涂布均匀,提升正极片制造质量的效果。此外,在高温条件下,本发明提供的低残碱正极补锂添加剂不易分解或与电解质溶液反应,从而有效避免了电池性能的降低。

Description

电池正极补锂添加剂、正极片、其制备方法及锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域,尤其涉及电池正极补锂添加剂、正极片、其制备方法及锂离子电池。
背景技术
锂离子电池是新能源汽车最重要的部件之一,为了满足电动汽车快速发展的需求,需要开发下一代具有更高重量和体积容量的先进电极活性材料,以实现更高的重量和体积能量密度。然而,现有的电极材料在首次充放电循环中存在锂损耗过高的问题,即正极中的锂在负极表面发生不可逆副反应,形成固态电解质界面层,在后续放电过程中无法回到正极中,导致电池容量不可逆降低,循环寿命缩短、以及首周效率降低。当采用高比容量的硅基复合负极材料时,正极材料中的锂消耗会进一步加剧。因此,需要为电池补充锂源以补偿正极活性锂的不可逆消耗。
目前,在正极浆料中加入少量富锂镍酸锂作为正极补锂添加剂,是一种有效的锂离子电池补锂方法。常用的富锂镍酸锂材料中含有较多残留的锂源,这些残留的锂源会与空气中的水和二氧化碳反应生成残碱,而在正极浆料的制备过程中,这些残碱会与粘结剂发生反应,并且在正极浆料搅拌过程中易发生化学凝胶,从而影响正极片的质量,此外,在高温条件下,残碱会与电解质溶液发生反应,生成气体或固体物质,增大电池产气或阻抗,造成电池性能的下降。
因此,急需开发一种新型正极补锂添加剂,能够达到有效阻止残碱的生成,并且防止残碱的溶出,降低正极补锂添加剂残碱值的效果。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供电池正极补锂添加剂、正极片、其制备方法及锂离子电池,通过增加水洗工艺以及对水洗工艺参数的调控,显著降低了正极补锂添加剂材料的残碱值,有效缓解了在正极浆料制备过程中残碱对粘结剂的破坏,改善正极浆料流动性,从而达到涂布均匀,提升正极片制造质量的效果。此外,在高温条件下,本发明提供的低残碱正极补锂添加剂不易分解或与电解质溶液反应,从而有效避免了电池性能的降低。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法包括:
将锂源和镍源混合后煅烧得到富锂材料;以及
将所述富锂材料与水混合进行水洗,随后干燥处理得到电池正极补锂添加剂。
其中所述富锂材料与水的质量比为1:(1至7)。例如可以是1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5或1:7,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明在正极补锂添加剂的制备过程中引入水洗工艺,有效降低了正极补锂添加剂的残碱值;并且通过调控水洗工艺的参数,能够进一步降低正极补锂添加剂的残碱值。这是由于残碱一般在富锂材料的表面生成,并且相比于富锂材料,残碱在水中具有更高的溶解度。
本发明提供的电池正极补锂添加剂制备方法,通过增加水洗工艺以及对水洗工艺参数的调控,显著降低了正极补锂添加剂材料的残碱值,有效缓解了在正极浆料制备过程中残碱对粘结剂的破坏,改善正极浆料流动性,从而达到涂布均匀,提升正极片制造质量的效果。此外,在高温条件下,本发明提供的低残碱正极补锂添加剂不易分解或与电解质溶液反应,从而有效避免了电池性能的降低。
此外,本发明限定了富锂材料与水的加入量的质量比为1:(1至7),当富锂材料与水的加入量的质量比高于1:7时,会导致补锂容量降低,并且残碱降低程度不明显,这是由于水加入量过高时,水洗的强度过高,除了表面的残碱被洗掉以外,内部的活性锂也会被洗脱出来,与水和二氧化碳接触形成新的残碱,不仅造成补锂容量下降,同时导致残碱降低的效果不明显;当富锂材料与水的加入量的质量比低于1:1时,会导致残碱降低程度不明显,这是由于水升温加入量过低,水能溶解的残碱程度有限,一部分残碱难以从基体表面被洗脱出去。
作为本发明一种优选的技术方案,所述富锂材料与水的加入量的质量比为1:(3至5),例如可以是1:3、1:3.2、1:3.5、1:3.8、1:4、1:4.2、1:4.5、1:4.8或1:5,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案,所述锂源和所述镍源混合后形成混合物料,随后依次对混合物料进行球磨和煅烧得到所述富锂材料。
优选地,所述锂源与所述镍源的加入量的摩尔比为(0.9至1.1):1,例如可以是0.9:1、0.92:1、0.95:1、0.98:1、1:1、1.02:1、1.05:1、1.08:1或1.1:1,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述锂源包括氧化锂。
优选地,所述镍源包括氧化镍。
优选地,所述球磨的时间为12h至14h,例如可以是12h、12.2h、12.5h、12.8h、13h、13.2h、13.5h、13.8h或14h,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述球磨的转速为400rpm/min至600rpm/min,例如可以是400rpm/min、420rpm/min、450rpm/min、480rpm/min、500rpm/min、520rpm/min、550rpm/min、580rpm/min或600rpm/min,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述混合物料和研磨球的质量比为(0.5至1):1,例如可以是0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1或1:1,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述煅烧在保护气氛下进行。
优选地,所述保护气氛包括氩气。
优选地,所述煅烧的温度为500℃至700℃,例如可以是500℃、520℃、550℃、580℃、600℃、620℃、650℃、680℃或700℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述煅烧的时间为12h至24h,例如可以是12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h或24h,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述富锂材料包括富锂镍酸锂。
作为本发明一种优选的技术方案,所述水洗的温度为5℃至55℃,例如可以是5℃、8℃、10℃、12℃、15℃、18℃、20℃、23℃、25℃、28℃、30℃、33℃、35℃、38℃、40℃、43℃、45℃、47℃、50℃或55℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用;优选为15℃至35℃。
本发明限定了水洗的温度为5℃至55℃,当温度高于55℃或者低于5℃,都会导致降低残碱效果不明显,这是由于残碱本身在水溶液中的溶解度是随温度变化的,当温度高于55℃或者低于5℃时,残碱在水中的溶解度急剧下降,尽管基体表面的残碱与水分充分接触,但是由于溶解度较低,残碱难以从基体表面被洗脱除去。
优选地,所述水洗的时间为10min至30min,例如可以是10min、12min、15min、18min、20min、23min、25min、28min或30min,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明限定了水洗的时间为10min至30min,当时间高于30min时,会导致补锂容量降低,残碱降低效果不明显,这是由于长时间的水洗除了使得表面残碱被洗脱意以外还会使得内部活性锂迁移出来,与水和二氧化碳接触形成新的残碱,不仅造成补锂容量下降,同时导致残碱降低的效果不明显;当时间低于10min时,会导致残碱降低程度不明显,这是由于水洗时间过短,一部分残碱还未溶解于水中,从而残留在富锂材料表面。
优选地,所述水洗在搅拌下进行。
优选地,所述搅拌的转速为280rpm/min至320rpm/min,例如可以是280rpm/min、285rpm/min、290rpm/min、295rpm/min、300rpm/min、305rpm/min、310rpm/min、315rpm/min或320rpm/min。
优选地,所述干燥处理的温度为60℃至150℃,例如可以是60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述干燥处理的时间为12h至24h,例如可以是12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h或24h,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述干燥处理在保护性气氛中进行。
优选地,所述保护性气氛包括氩气。
第二方面,本发明提供了一种电池正极补锂添加剂,所述电池正极补锂添加剂采用第一方面所述的制备方法制备得到。
本发明提供的电池正极补锂添加剂的残碱值总量(Li2CO3、LiOH)能够控制在1.00wt%以下。
第三方面,本发明提供了一种电池正极片,所述电池正极片包括正极浆料和集流体,所述正极浆料包括第二方面所述的电池正极补锂添加剂、活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂。
采用本发明提供的低残碱电池正极补锂添加剂制备正极片时,能够有效缓解残碱与正极粘结剂反应,改善正极浆料流动性。同时,正极浆料不容易发生化学凝胶,提升正极片的质量。
作为本发明一种优选的技术方案,所述电池正极补锂添加剂与所述活性材料的质量比为(0.1至10):(90至99),例如可以是0.1:90、0.1:92、0.1:95、0.1:98、0.1:99、3:90、3:93、3:95、3:98、3:99、5:90、5:93、5:95、5:98、5:99、8:90、8:93、8:95、8:98、8:99、10:90、10:93、10:95、10:98或10:99,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述活性材料包括三元材料或磷酸铁锂。
优选地,所述三元材料包括LiNixCoyMn(1-x-y)O2,其中,0.5≤x<1,例如x可以是0.5、0.6、0.7、0.8或0.9,0<y≤0.2,例如y可以是0.01、0.05、0.07、0.1、0.12、0.15、0.18或0.2,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述LiNixCoyMn(1-x-y)O2为二次球形态LiNixCoyMn(1-x-y)O2或单晶形态LiNixCoyMn(1-x-y)O2
优选地,所述二次球形态LiNixCoyMn(1-x-y)O2的D50粒径为9μm至25μm,例如可以是9μm、11μm、13μm、15μm、17μm、19μm、21μm、23μm或25μm,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述单晶形态LiNixCoyMn(1-x-y)O2的D50粒径为2μm至6μm,例如可以是2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm或6μm,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述磷酸铁锂为球形磷酸铁锂或纳米磷酸铁锂。
优选地,所述球形磷酸铁锂的D50粒径为6μm至15μm,例如可以是6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm或15μm,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述纳米磷酸铁锂的D50粒径为0.3μm至2μm,例如可以是0.3μm、0.5μm、0.7μm、0.9μm、1.1μm、1.3μm、1.5μm、1.7μm、1.9μm或2μm,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述导电剂包括导电炭黑和导电碳管。
优选地,所述粘结剂包括聚偏氟乙烯。
优选地,所述溶剂包括氮甲基吡咯烷酮。
优选地,所述电池正极补锂添加剂、活性材料、导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯的质量比为(0.1至10):(90至99):1:0.5:40:1,例如可以是0.1:90:1:0.5:40:1、0.1:95:1:0.5:40:1、0.1:99:1:0.5:40:1、3:90:1:0.5:40:1、、3:95:1:0.5:40:1、3:99:1:0.5:40:1、5:90:1:0.5:40:1、5:95:1:0.5:40:1、5:99:1:0.5:40:1、8:90:1:0.5:40:1、8:95:1:0.5:40:1、8:99:1:0.5:40:1、10:90:1:0.5:40:1、10:95:1:0.5:40:1或10:99:1:0.5:40:1,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。。
第四方面,本发明提供了一种第三方面所述的电池正极片的制备方法,所述制备方法包括:
将电池正极补锂添加剂和活性材料进行一次混合形成混合粉料;
将导电剂、粘结剂和溶剂进行二次混合形成导电浆料;
将所述混合粉料和所述导电浆料进行三次混合得到正极浆料;以及
将所述正极浆料涂布在集流体表面得到所述电池正极片。
作为本发明一种优选的技术方案,所述一次混合、所述二次混合和所述三次混合均在搅拌条件下进行。
优选地,所述二次混合的搅拌时间为1.5h至2.5h,例如可以是1.5h、1.6h、1.7h、1.8h、1.9h、2h、2.1h、2.2h、2.3h、2.4h或2.5h,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述正极浆料涂布在所述集流体的表面,干燥后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
优选地,所述干燥的温度为110℃至130℃,例如可以是110℃、112℃、115℃、118℃、120℃、122℃、125℃、128℃或130℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,所述干燥的时间为15min至25min,例如可以是15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min或25min,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
第五方面,本发明提供了一种锂离子电池,所述锂离子电池包括第三方面所述的电池正极片、负极片、隔膜和非水电解液。
本发明中,锂离子电池采用了低残碱电池正极补锂添加剂制备得到的正极片,有效缓解了富锂材料在高温下易分解,以及残碱在高温情况下与电解液发生反应,生成二氧化碳或者其他固体物质,导致电池产气增大或者电池阻抗增大的问题,避免了电池性能的下降。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明提供的电池正极补锂添加剂、正极片、其制备方法及锂离子电池,通过增加水洗工艺,显著降低了正极补锂添加剂材料的残碱值。通过调控水洗工艺的参数,能够进一步降低正极补锂添加剂材料的残碱值。同时,低残碱正极补锂添加剂有效缓解了在正极浆料制备过程中残碱对粘结剂的破坏,改善正极浆料流动性,从而达到涂布均匀,提升正极片制造质量的效果。此外,在高温条件下,本发明提供的低残碱正极补锂添加剂不易分解或与电解质溶液反应,从而有效避免了电池性能的降低。
具体实施方式
目前,在正极浆料中加入少量富锂材料作为正极补锂添加剂,是一种有效的锂离子电池预锂化方法。但是,常用的富锂材料的残碱值较高,在正极浆料的制备过程中,残碱会与粘结剂发生反应,并且在正极浆料搅拌过程中易发生化学凝胶,影响正极片的质量。此外,在高温条件下,残碱会与电解质溶液发生反应,增大电池产气或阻抗,造成电池性能的下降。
为了解决上述技术问题,本发明提供了电池正极补锂添加剂、正极片、其制备方法及锂离子电池,通过增加水洗工艺,显著降低了正极补锂添加剂材料的残碱值。通过调控水洗工艺的参数,能够进一步降低正极补锂添加剂材料的残碱值。同时,低残碱正极补锂添加剂有效缓解了在正极浆料制备过程中残碱对粘结剂的破坏,改善正极浆料流动性,从而达到涂布均匀,提升正极片质量的效果。此外,在高温条件下,本发明提供的低残碱正极补锂添加剂不易分解或与电解质溶液反应,从而有效避免了电池性能的降低。
在本发明的实施例中,所述电池正极补锂添加剂的制备方法包括:将锂源和镍源混合后煅烧得到富锂材料,将所述富锂材料与水混合进行水洗,随后干燥处理得到电池正极补锂添加剂。
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。
实施例1
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按1:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按0.8:1的质量比在500rpm/min的转速下进行球磨13h,随后在氩气气氛,600℃的温度下进行煅烧18h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:1的质量比混合,在25℃的温度,在300rpm/min的转速下进行20min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,100℃的温度下进行干燥处理18h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为15μm的球形磷酸铁锂按5:95的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌2h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在120℃的温度下干燥20min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
实施例2
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按1:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按0.8:1的质量比在500rpm/min的转速下进行球磨13h,随后在氩气气氛,600℃的温度下进行煅烧18h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:3的质量比混合,在25℃的温度,在300rpm/min的转速下进行20min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,100℃的温度下进行干燥处理18h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为6μm的球形磷酸铁锂按5:95的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌2h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在120℃的温度下干燥20min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
实施例3
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按1:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按0.8:1的质量比在500rpm/min的转速下进行球磨13h,随后在氩气气氛,600℃的温度下进行煅烧18h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:5的质量比混合,在25℃的温度,在300rpm/min的转速下进行20min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,100℃的温度下进行干燥处理18h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为0.3μm的纳米磷酸铁锂按5:95的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌2h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在120℃的温度下干燥20min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
实施例4
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按1:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按0.8:1的质量比在500rpm/min的转速下进行球磨13h,随后在氩气气氛,600℃的温度下进行煅烧18h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:7的质量比混合,在25℃的温度,在300rpm/min的转速下进行20min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,100℃的温度下进行干燥处理18h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为2μm的纳米磷酸铁锂按5:95的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌2h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在120℃的温度下干燥20min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
实施例5
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按0.9:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按1:1的质量比在400rpm/min的转速下进行球磨14h,随后在氩气气氛,500℃的温度下进行煅烧24h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:3的质量比混合,在25℃的温度,在320rpm/min的转速下进行10min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,60℃的温度下进行干燥处理24h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为9μm的二次球形态LiNixCoyMn(1-x-y)O2按0.1:99的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌1.5h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在110℃的温度下干燥25min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
实施例6
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按0.9:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按1:1的质量比在400rpm/min的转速下进行球磨14h,随后在氩气气氛,500℃的温度下进行煅烧24h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:3的质量比混合,在25℃的温度,在320rpm/min的转速下进行20min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,60℃的温度下进行干燥处理24h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为25μm的二次球形态LiNixCoyMn(1-x-y)O2按0.1:99的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌1.5h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在110℃的温度下干燥25min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。。
实施例7
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按0.9:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按1:1的质量比在400rpm/min的转速下进行球磨14h,随后在氩气气氛,500℃的温度下进行煅烧24h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:3的质量比混合,在25℃的温度,在320rpm/min的转速下进行30min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,60℃的温度下进行干燥处理24h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为15μm的球形磷酸铁锂按0.1:99的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌1.5h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在110℃的温度下干燥25min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
实施例8
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按1.1:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按0.5:1的质量比在600rpm/min的转速下进行球磨12h,随后在氩气气氛,700℃的温度下进行煅烧12h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:3的质量比混合,在5℃的温度,在280rpm/min的转速下进行20min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,150℃的温度下进行干燥处理12h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为2μm的单晶LiNixCoyMn(1-x-y)O2按10:90的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌2.5h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在130℃的温度下干燥15min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
实施例9
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按1.1:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按0.5:1的质量比在600rpm/min的转速下进行球磨12h,随后在氩气气氛,700℃的温度下进行煅烧12h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:3的质量比混合,在15℃的温度,在280rpm/min的转速下进行20min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,150℃的温度下进行干燥处理12h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为6μm的单晶LiNixCoyMn(1-x-y)O2按10:90的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌2.5h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在130℃的温度下干燥15min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
实施例10
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按1.1:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按0.5:1的质量比在600rpm/min的转速下进行球磨12h,随后在氩气气氛,700℃的温度下进行煅烧12h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:3的质量比混合,在25℃的温度,在280rpm/min的转速下进行20min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,150℃的温度下进行干燥处理12h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为2μm的单晶LiNixCoyMn(1-x-y)O2按10:90的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌2.5h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在130℃的温度下干燥15min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
实施例11
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按1.1:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按0.5:1的质量比在600rpm/min的转速下进行球磨12h,随后在氩气气氛,700℃的温度下进行煅烧12h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:3的质量比混合,在35℃的温度,在280rpm/min的转速下进行20min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,150℃的温度下进行干燥处理12h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为2μm的单晶LiNixCoyMn(1-x-y)O2按10:90的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌2.5h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在130℃的温度下干燥15min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
实施例12
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按1.1:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按0.5:1的质量比在600rpm/min的转速下进行球磨12h,随后在氩气气氛,700℃的温度下进行煅烧12h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:3的质量比混合,在45℃的温度,在280rpm/min的转速下进行20min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,150℃的温度下进行干燥处理12h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为2μm的单晶LiNixCoyMn(1-x-y)O2按10:90的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌2.5h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在130℃的温度下干燥15min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
实施例13
本实施例提供了一种电池正极补锂添加剂的制备方法,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将氧化锂和氧化镍按1.1:1的摩尔比混合均匀后得到混合物料,将研磨球和混合物料按0.5:1的质量比在600rpm/min的转速下进行球磨12h,随后在氩气气氛,700℃的温度下进行煅烧12h,冷却后得到富锂镍酸锂材料;
(2)将步骤(1)得到的富锂镍酸锂材料与水按1:3的质量比混合,在55℃的温度,在280rpm/min的转速下进行20min的水洗,随后将过滤分离出的湿浆料在氩气气氛中,150℃的温度下进行干燥处理12h得到所述的电池正极补锂添加剂。
本实施例还提供了一种电池正极片的制备方法,所述电池正极片采用本实施例得到的电池正极补锂添加剂制备得到,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将电池正极补锂添加剂和D50粒径为2μm的单晶LiNixCoyMn(1-x-y)O2按10:90的质量比在搅拌条件下进行一次混合,在搅拌下得到混合粉料;
(2)将导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯按1:0.5:40:1的质量比进行二次混合,搅拌2.5h得到导电浆料;
(3)将步骤(1)得到的混合粉料和步骤(2)得到的导电浆料进行三次混合,在搅拌下得到正极浆料,然后采用刮刀将正极浆料均匀涂布在铝箔集流体表面,在130℃的温度下干燥15min,随后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片。
实施例14
本实施例与实施例1的区别在于,电池正极补锂添加剂制备过程的步骤(2)中水洗的温度为58℃。其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例15
本实施例与实施例1的区别在于,电池正极补锂添加剂制备过程的步骤(2)中水洗的温度为3℃。其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例16
本实施例与实施例1的区别在于,电池正极补锂添加剂制备过程的步骤(2)中水洗的时间为35min。其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例17
本实施例与实施例1的区别在于,电池正极补锂添加剂制备过程的步骤(2)中水洗的时间为5min。其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于,省去了水洗工艺,即省去了电池正极补锂添加剂制备过程中的步骤(2)。其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于,电池正极补锂添加剂制备过程的步骤(2)中富锂镍酸锂材料与水的质量比为1:8。其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于,电池正极补锂添加剂制备过程的步骤(2)中富锂镍酸锂材料与水的质量比为1:0.5。其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于,省去了水洗工艺,即省去了电池正极补锂添加剂制备过程中的步骤(2),以富锂镍酸锂材料直接作为正极补锂添加剂;同时,在电池正极极片制备过程的步骤(3)中,在混合粉料和导电浆料混合搅拌时,加入草酸粉末(以正极补锂添加剂、导电炭黑、导电碳管、球形磷酸铁锂和聚偏氟乙烯的总质量分数为100%,草酸的加入量为0.1wt%)中和残碱。其余工艺参数及操作步骤与实施例1相同。
实施例1至17和对比例1至4得到的电池正极补锂添加剂的性能测试结果见表1。
表1
Figure BDA0003358002280000231
Figure BDA0003358002280000241
实施例1至17和对比例1至4得到的正极浆料的性能测试结果见表2。
表2
Figure BDA0003358002280000242
Figure BDA0003358002280000251
本发明以硅氧/石墨复合材料作为负极,以1mol/L的LiPF6/EC+DEC+EMC(体积比为1:1:1)为电解液,采用NCM811的电池体系对实施例1至17和对比例1至4的正极极片制备得到的锂离子电池进行性能测试:
(1)首效克容量测试:电压范围为2.5V至4.2V,电流密度为1/3C。
(2)直流内阻值测试:电池的荷电态为50%SOC,在4C的电流密度下放电30s。
(3)倍率性能测试:电压范围为2.5V至4.2V,在电流密度分别为3C和1/3C条件下测试倍率放电性能(容量保持率);在电流密度为2C和1/3C条件下测试倍率充电性能(容量保持率)。
(4)低温性能测试:电压范围为2.5V至4.2V,电流密度为1/3C,在温度为-25℃的条件下测试容量保持率。
(5)高温性能测试:电压范围为2.5V至4.2V,电流密度为1/3C,在温度为60℃的条件下测试56天,得到电池体积增长率。具体的测试过程为:在60℃的温度下,以1/3C的电流密度对电池进行慢充,在0至7天内每2天以0.05C的电流密度对电池进行补电,随后每7天以0.05C的电流密度对电池进行补电,直至高温性能测试结束。
实施例1至17和对比例1至4的电池正极片制备得到的锂离子电池性能测试结果见表3。
表3
Figure BDA0003358002280000261
Figure BDA0003358002280000271
由表1的数据分析可得:
(1)实施例1至13中的电池正极补锂添加剂的残碱值均低于1.0wt%,说明本发明通过增设水洗工艺,在不同的料水比、水洗时间以及水洗温度下,均能够有效洗除富锂材料表面生成的残碱,得到低残碱值的正极补锂添加剂。
(2)实施例14和实施例15中的电池正极补锂添加剂的残碱值均高于实施例1,其它的性能参数与实施例1差别不大。这是由于实施例14的水洗温度过高,实施例15的水洗温度过低。由于残碱本身在水溶液中的溶解度是随温度变化的,当温度过高或过低时,残碱在水中的溶解度急剧下降,尽管基体富锂材料表面的残碱与水分充分接触,但是由于溶解度较低,残碱难以从基体表面被洗脱除去。
(3)实施例16和实施例17中的电池正极补锂添加剂的残碱值均高于实施例1,其它的性能参数与实施例1差别不大。这是由于实施例16的水洗时间过长,实施例17的水洗时间过短。水洗时间过长使得表面残碱被洗脱的同时还会使得内部活性锂迁移出来,与水和二氧化碳接触形成新的残碱,不仅造成补锂容量下降,同时导致残碱降低的效果不明显。水洗时间过短,一部分残碱还未溶解于水中,从而残留在富锂材料表面。
(4)对比例1和对比例4中的电池正极补锂添加剂的残碱值均高于实施例1,其它的性能参数与实施例1差别不大。这是由于对比例1和对比例4中均省去了水洗的工艺,无法去除富锂材料表面的残碱。
(5)对比例2和对比例3中的电池正极补锂添加剂的残碱值均高于实施例1,其它的性能参数与实施例1差别不大。这是由于对比例2中水洗过程中水的加入量过多,水洗的强度过高,除了表面的残碱被洗掉的同时,内部的活性锂也会被洗脱出来,与水和二氧化碳接触形成新的残碱,不仅造成补锂容量下降,同时导致残碱降低的效果不明显。对比例3中水洗过程中水的加入量过少,水能溶解的残碱程度有限,一部分残碱难以从富锂材料的表面被洗脱出去。
由表2的数据分析可得:
(1)实施例1至13中的正极浆料的初始粘度,放置24h后的粘度反弹以及浆料细度均较低,说明将本发明提供的电池正极补锂添加剂作为正极浆料的添加剂,可以有效降低正极浆料的粘度,提高浆料的流动性,并且得到的正极浆料细度小,在涂布过程浆料分布更加均匀,从而提升正极极片的制造质量。
(2)实施例14和实施例15中的正极浆料的初始粘度和放置24h后的粘度反弹均高于实施例1,浆料细度与实施例1相差不大,这是由于实施例14中的水洗温度过高,实施例15中的水洗温度过低。在过高或过低的水洗温度下,残碱在水中的溶解度急剧下降,导致电极正极补锂添加剂表面残留较多的残碱,残碱与正极粘结剂聚偏氟乙烯反应,在正极浆料的制备过程中易发生化学凝胶,增大正极浆料的粘度,活性材料等固体物质在浆料中分布不均匀。
(3)实施例16和实施例17中的正极浆料的初始粘度和放置24h后的粘度反弹均高于实施例1,浆料细度与实施例1相差不大,这是由于实施例16中的水洗时间过长,长时间的水洗使得表面残碱被洗脱的同时还会使得内部活性锂迁移出来,与水和二氧化碳接触形成新的残碱,导致残碱降低的效果不明显。实施例17中的水洗时间过短,一部分残碱还未溶解于水中,从而残留在富锂材料表面。因此,电极正极补锂添加剂表面的残碱与粘结剂反应,增大正极浆料黏度,降低浆料流动性。
(4)对比例1中正极浆料的初始粘度,放置24h后的粘度反弹以及浆料细度均高于实施例1,这是由于对比例1省去了水洗工艺,直接以高残碱值的富锂材料作为电池正极补锂添加剂。对比例2和对比例3中的正极浆料的初始粘度和放置24h后的粘度反弹均高于实施例1,浆料细度与实施例1相差不大,这是由于对比例2的水加入量过多,对比例3中水加入量过少。导致对比例1-3中电池正极补锂添加剂的残碱值过高,正极浆料黏度较大,降低浆料流动性。
(5)对比例4中正极浆料的初始粘度,放置24h后的粘度反弹以及浆料细度均与实施例1相差不大,这是由于对比例4在正极浆料的制备过程中加入草酸中和溶出的残碱,从而缓解残碱与粘结剂的反应,降低浆料的粘度,提升浆料流动性,但是采用酸中和残碱会导致电池电化学性能的降低。
由表3的数据分析可得:
(1)实施例1至13中锂离子电池均具有较优的电化学性能,说明采用本发明提供的低残碱电池正极补锂添加剂得到的正极片可以有效改善锂离子电池的电化学性能。
(2)实施例14至17中锂离子电池的高温体积增长率高于实施例1,这是由于实施例14至17的正极浆料粘度较大,涂布得到的正极片的质量欠佳,并且正极片的表面含有较多残碱,这些残碱在高温情况下会与电解液发生反应,生成二氧化碳等气体物质,导致电池体积增大,最终引起电池性能的下降。
(3)对比例1至3中锂离子电池的电化学性能低于实施例1,这是要由于对比例1至3中正极浆料粘度较大,并且正极片的表面含有较多残碱,残碱与电解液发生反应,生成二氧化碳等气体物质,导致电池体积增大。此外,对比例2中水洗轻强度过高,内部的活性锂也会被洗脱出来,造成补锂容量下降。
(4)对比例4中锂离子电池的电化学性能低于实施例1,虽然对比例4在正极浆料的制备过程中加入酸中和残碱,但是在酸溶剂的加入不可避免的会影响正极材料中的活性物质,导致锂离子电池性能的下降。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池正极补锂添加剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
将锂源和镍源混合后煅烧得到富锂材料;以及
将所述富锂材料与水混合进行水洗,随后干燥处理得到电池正极补锂添加剂,
其中所述富锂材料与水的质量比为1:(1至7)。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述富锂材料与水的加入量的质量比为1:(3至5)。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述锂源和所述镍源混合后形成混合物料,随后依次对混合物料进行球磨和煅烧得到所述富锂材料;
优选地,所述锂源与所述镍源的加入量的摩尔比为(0.9至1.1):1;
优选地,所述锂源包括氧化锂;
优选地,所述镍源包括氧化镍;
优选地,所述球磨的时间为12h至14h;
优选地,所述球磨的转速为400rpm/min至600rpm/min;
优选地,所述混合物料和研磨球的质量比为(0.5至1):1;
优选地,所述煅烧在保护气氛下进行;
优选地,所述保护气氛包括氩气;
优选地,所述煅烧的温度为500℃至700℃;
优选地,所述煅烧的时间为12h至24h;
优选地,所述富锂材料包括富锂镍酸锂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述水洗的温度为5℃至55℃,优选为15℃至35℃;
优选地,所述水洗的时间为10min至30min;
优选地,所述水洗在搅拌下进行;
优选地,所述搅拌的转速为280rpm/min至320rpm/min;
优选地,所述干燥处理的温度为60℃至150℃;
优选地,所述干燥处理的时间为12h至24h;
优选地,所述干燥处理在保护性气氛中进行;
优选地,所述保护性气氛包括氩气。
5.一种电池正极补锂添加剂,其特征在于,所述电池正极补锂添加剂采用根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法制备得到。
6.一种电池正极片,其特征在于,所述电池正极片包括正极浆料和集流体,所述正极浆料包括根据权利要求5所述的电池正极补锂添加剂、活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂。
7.根据权利要求6所述的电池正极片,其特征在于,所述电池正极补锂添加剂与所述活性材料的质量比为(0.1至10):(90至99);
优选地,所述活性材料包括三元材料或磷酸铁锂;
优选地,所述三元材料包括LiNixCoyMn(1-x-y)O2,其中,0.5≤x<1,0<y≤0.2;
优选地,所述LiNixCoyMn(1-x-y)O2为二次球形态LiNixCoyMn(1-x-y)O2或单晶形态LiNixCoyMn(1-x-y)O2
优选地,所述二次球形态LiNixCoyMn(1-x-y)O2的D50粒径为9μm至25μm;
优选地,所述单晶形态LiNixCoyMn(1-x-y)O2的D50粒径为2μm至6μm;
优选地,所述磷酸铁锂为球形磷酸铁锂或纳米磷酸铁锂;
优选地,所述球形磷酸铁锂的D50粒径为6μm至15μm;
优选地,所述纳米磷酸铁锂的D50粒径为0.3μm至2μm;
优选地,所述导电剂包括导电炭黑和导电碳管;
优选地,所述粘结剂包括聚偏氟乙烯;
优选地,所述溶剂包括氮甲基吡咯烷酮;
优选地,所述电池正极补锂添加剂、活性材料、导电炭黑、导电碳管、氮甲基吡咯烷酮溶剂和聚偏氟乙烯的质量比为(0.1至10):(90至99):1:0.5:40:1。
8.一种根据权利要求6或7所述的电池正极片的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
将电池正极补锂添加剂和活性材料进行一次混合形成混合粉料;
将导电剂、粘结剂和溶剂进行二次混合形成导电浆料;
将所述混合粉料和所述导电浆料进行三次混合得到正极浆料;以及
将所述正极浆料涂布在集流体表面得到所述电池正极片。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述一次混合、所述二次混合和所述三次混合均在搅拌条件下进行;
优选地,所述二次混合的搅拌时间为1.5h至2.5h;
优选地,所述正极浆料涂布在所述集流体的表面,干燥后依次进行辊压和裁切,得到所述电池正极片;
优选地,所述干燥的温度为110℃至130℃;
优选地,所述干燥的时间为15min至25min。
10.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包括根据权利要求6或7所述的电池正极片、负极片、隔膜和非水电解液。
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