CN115395114A - 锂电池正极补锂添加剂的制备方法 - Google Patents

锂电池正极补锂添加剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115395114A
CN115395114A CN202211045765.8A CN202211045765A CN115395114A CN 115395114 A CN115395114 A CN 115395114A CN 202211045765 A CN202211045765 A CN 202211045765A CN 115395114 A CN115395114 A CN 115395114A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
positive electrode
battery
supplement additive
tetrahydrofuran
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211045765.8A
Other languages
English (en)
Inventor
罗加严
吴伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN202211045765.8A priority Critical patent/CN115395114A/zh
Publication of CN115395114A publication Critical patent/CN115395114A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/136Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028Positive electrodes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)

Abstract

一种锂电池正极补锂添加剂的制备方法,将有机锂盐和羟基苯化合物充分混合溶解于溶剂后,进一步加入氢化锂、萘基锂/四氢呋喃分散液、锂金属、氢氧化锂或碳酸锂,待充分反应后,抽滤反应溶液并烘干得到锂电池正极补锂添加剂。本发明采用有机小分子邻苯二酚及其衍生物,能够相对温和的条件下合成得到正极补锂材料,有效地弥补锂电池在第一圈充放电过程中活性锂损失,在电池内部形成良好的正极和负极界面层,补锂后在正极中没有残留并且极大的提高了正极的稳定性和电池的使用寿命,全面提升锂离子电池正极的高压稳定性和电解液的电化学稳定性,确保锂电池安全稳定运行。

Description

锂电池正极补锂添加剂的制备方法
技术领域
本发明涉及的是一种锂电池制造领域的技术,具体是一种锂电池正极补锂添加剂的制备方法。
背景技术
硅负极具有高的理论比容量(>4000mA·h/g),受到世界各国的关注。然而其较大的首次不可逆容量损失消耗大量的电解液和正极材料中脱出的锂离子,导致较低的充放电效率、放电比容量及差的稳定性,降低电池的能量密度和循环寿命。正极预锂化技术为解决不可逆容量损失、提高库仑效率提供有效地方案。
发明内容
本发明针对现有技术现有相关正极补锂添加剂的制备技术较为复杂,例如镍酸锂、铁酸锂生产过程需要经过多次反复的高温焙烧,并且在与正极混合制备补锂后会有较多的残留物留在正极中,从而影响正极的使用寿命,此外铁酸锂还会在脱锂过程中产气影响电池的正常充放电等缺陷,提出一种锂电池正极补锂添加剂的制备方法,采用有机小分子邻苯二酚及其衍生物,能够相对温和的条件下合成得到正极补锂材料,有效地弥补锂电池在第一圈充放电过程中活性锂损失,在电池内部形成良好的正极和负极界面层,补锂后在正极中没有残留并且极大的提高了正极的稳定性和电池的使用寿命,全面提升锂离子电池正极的高压稳定性和电解液的电化学稳定性,确保锂电池安全稳定运行。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明涉及一种锂电池正极补锂添加剂的制备方法,将有机锂盐和羟基苯化合物充分混合溶解于溶剂后,进一步加入氢化锂、萘基锂/四氢呋喃分散液、锂金属、氢氧化锂或碳酸锂,待充分反应后,抽滤反应溶液并烘干得到锂电池正极补锂添加剂。
所述的有机锂盐采用三氟甲基磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双氟草酸硼酸锂、5-磺基-1,3-苯二甲酸单锂、四氟硼酸锂或其组合。
所述的羟基苯化合物采用邻苯二酚、3,4对羟基苯甲醛、3,4对羟基苯甲酸、3,4对羟基苯甲腈、2-氟-4-羟基苯腈、4-氟-1,2,-苯二酚、3,4,5,三羟基苯甲醛或其组合。
所述的充分混合溶解是指:在惰性气体氛围下,取四氢呋喃30~100mL,加入1~5mol有机锂盐和3~15mol羟基苯化合物搅拌10~60min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为20~60℃,高速搅拌速度为300~900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系。
所述的氢化锂,其浓度为7~35mol。
所述的萘基锂/四氢呋喃分散液,其浓度为0.1~0.2mol/L。
所述的萘基锂/四氢呋喃分散液是指:在惰性气体氛围下,取0.4~0.8mol锂金属和0.4~0.8mol萘共同溶于2~4mol四氢呋喃溶液中制备得到。
所述的锂金属,其浓度为7~35mol。
所述的氢氧化锂,其浓度为7~35mol。
所述的碳酸锂,其浓度为7~35mol碳酸锂。
所述的充分反应是指:加入氢化锂、萘基锂/四氢呋喃分散液、锂金属、氢氧化锂或碳酸锂后以300~900r/min的速度搅拌,反应温度为20~60℃,直至反应完全。
所述的烘干,优选为100~150℃。
所述的锂电池正极补锂添加剂,电化学窗口大于4.5V,能够为锂电池第一次充电过程中提供额外容量。
所述的锂电池,通过将上述锂电池正极补锂添加剂、磷酸铁锂正极材料、三元锂镍钴锰正极材料、钴酸锂正极材料组装得到。
附图说明
图1和图2为实施例效果示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃3000mL,加入1mol三氟甲基磺酸锂和3mol3,4对羟基苯甲醛搅拌10min溶解,溶解温度为20℃,高速搅拌速度为300r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入7mol氢化锂,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为20℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤三、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,150℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000021
如图1所示,通过图1可以看出,制备得到的补锂材料在首圈充电过程中展示出360mAh/g的比容量,同时放电容量几乎为0,展示出其良好的预锂化能力。
如图2所示,将制备得到的补锂材料与磷酸铁锂正极复合,电池展现出较高的放电比容量,充放电循环过程性能稳定。
实施例2
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃10000mL,加入5mol三氟甲基磺酸锂和15mol 3,4对羟基苯甲醛搅拌60min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为40℃,高速搅拌速度为900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,取0.8mol锂金属和0.8mol萘共同溶于4mol四氢呋喃溶液中,制备得到0.2mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液;
步骤三、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入40mol浓度为0.2mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为40℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤四、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,150℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000031
实施例3
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃3000mL,加入1mol四氟硼酸锂和3mol 3,4对羟基苯甲酸搅拌10min溶解,溶解温度为20℃,高速搅拌速度为300~900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入7mol氢化锂,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为20℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤三、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,150℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000032
Figure BDA0003822334900000041
实施例4
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃10000mL,加入5mol四氟硼酸锂和15mol3,4对羟基苯甲酸搅拌60min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为40℃,高速搅拌速度为900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,取0.8mol锂金属和0.8mol萘共同溶于4mol四氢呋喃溶液中,制备得到0.2mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液;
步骤三、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入40mol浓度为0.2mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为40℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤四、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,100℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000042
实施例5
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃3000mL,加入1mol双(三氟甲基磺酰)亚胺锂和3mol 3,4对羟基苯甲醛搅拌10min溶解,溶解温度为20℃,高速搅拌速度为300~900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入7mol氢化锂,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为20℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤三、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,100℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000043
Figure BDA0003822334900000051
实施例6
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃10000mL,加入5mol双(三氟甲基磺酰)亚胺锂和15mol 3,4对羟基苯甲醛搅拌60min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为40℃,高速搅拌速度为900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,取0.8mol锂金属和0.8mol萘共同溶于4mol四氢呋喃溶液中,制备得到0.2mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液;
步骤三、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入40mol浓度为0.2mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为40℃,搅拌速度为900r/min,充分反应。
步骤四、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,100℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000052
实施例7
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃3000mL,加入1mol双(三氟甲基磺酰)亚胺锂和3mol 3,4-对羟基苯甲酸搅拌10min溶解,溶解温度为20℃,高速搅拌速度为300~900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入7mol氢化锂,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为20℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤三、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,150℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000061
实施例8
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃10000mL,加入5mol双(三氟甲基磺酰)亚胺锂和15mol 3,4对羟基苯甲酸搅拌60min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为40℃,高速搅拌速度为900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,取0.8mol锂金属和0.8mol萘共同溶于4mol四氢呋喃溶液中,制备得到0.2mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液;
步骤三、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入40mol浓度为0.2mol萘基锂/四氢呋喃分散液,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为40℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤四、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,100℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000062
实施例9
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃3000mL,加入1mol双(三氟甲基磺酰)亚胺锂和3mol 3,4对羟基苯甲腈搅拌10min溶解,溶解温度为20℃,高速搅拌速度为300~900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入7mol氢化锂,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为20℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤三、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,150℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000071
实施例10
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃10000mL,加入5mol双(三氟甲基磺酰)亚胺锂和15mol 3,4对羟基苯甲腈搅拌60min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为40℃,高速搅拌速度为900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,取0.8mol锂金属和0.8mol萘共同溶于4mol四氢呋喃溶液中,制备得到0.2mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液;
步骤三、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入40mol浓度为0.2mol萘基锂/四氢呋喃分散液,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为40℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤四、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,150℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000072
实施例11
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃5000mL,加入2mol双氟磺酰亚胺锂和5mol2-氟-4-羟基苯腈搅拌30min溶解,溶解温度为20℃,高速搅拌速度为300~900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入15mol氢化锂,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为30℃,搅拌速度为500r/min,充分反应;
步骤三、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,100℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000081
实施例12
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃7000mL,加入4mol双氟磺酰亚胺锂和10mol 2-氟-4-羟基苯腈搅拌50min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为30℃,高速搅拌速度为800r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,取0.6mol锂金属和0.6mol萘共同溶于4mol四氢呋喃溶液中,制备得到0.1mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液;
步骤三、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入30mol浓度为0.1mol萘基锂/四氢呋喃分散液,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为30℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤四、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,145℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000082
实施例13
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃5000mL,加入2mol 5-磺基-1,3-苯二甲酸单锂和5mol 4-氟-1,2,-苯二酚搅拌30min溶解,溶解温度为20℃,高速搅拌速度为300~900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入15mol氢化锂,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为30℃,搅拌速度为500r/min,充分反应;
步骤三、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,150℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000091
实施例14
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃7000mL,加入4mol双氟草酸硼酸锂和10mol 3,4,5,三羟基苯甲醛搅拌50min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为30℃,高速搅拌速度为800r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,取0.6mol锂金属和0.6mol萘共同溶于4mol四氢呋喃溶液中,制备得到0.1mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液;
步骤三、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入30mol浓度为0.1mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为30℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤四、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,145℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000092
实施例15
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃5000mL,加入2mol 5-磺基-1,3-苯二甲酸单锂和5mol 4-氟-1,2,-苯二酚搅拌30min溶解,溶解温度为20℃,高速搅拌速度为300~900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入15mol氢化锂,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为30℃,搅拌速度为500r/min,充分反应;
步骤三、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,150℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000101
实施例16
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在惰性气体氛围下,取四氢呋喃7000mL,加入4mol 5-磺基-1,3-苯二甲酸单锂和10mol 4-氟-1,2,-苯二酚搅拌50min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为30℃,高速搅拌速度为800r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二、在惰性气体氛围下,取0.6mol锂金属和0.6mol萘共同溶于4mol四氢呋喃溶液中,制备得到0.1mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液;
步骤三、在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入30mol浓度为0.1mol/L萘基锂/四氢呋喃分散液,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为30℃,搅拌速度为900r/min,充分反应。
步骤四、待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,100℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000102
实施例17
本实施例包括以下步骤:
步骤一:在惰性气体氛围下,取四氢呋喃7000mL,加入4mol5-磺基-1,3-苯二甲酸单锂和10mol邻苯二酚搅拌50min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为30℃,高速搅拌速度为800r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二:在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入10mol碳酸锂粉末,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为30℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤三:待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,145℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000111
实施例18
本实施例包括以下步骤:
步骤一:在惰性气体氛围下,取四氢呋喃9000mL,加入4mol5-磺基-1,3-苯二甲酸单锂和10mol,邻苯二酚搅拌50min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为30℃,高速搅拌速度为800r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二:在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入10mol氢氧化锂粉末,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为30℃,搅拌速度为900r/min,充分反应;
步骤三:待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,130℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
Figure BDA0003822334900000112
实施例19
本实施例包括以下步骤:
步骤一:在惰性气体氛围下,取四氢呋喃7000mL,加入4mol5-磺基-1,3-苯二甲酸单锂和10mol邻苯二酚搅拌50min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为30℃,高速搅拌速度为800r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系;
步骤二:在惰性气体氛围下,在步骤一溶液中加入10mol金属锂粉末,高速搅拌使步骤一溶液体系与锂化试剂迅速反应,反应温度为30℃,搅拌速度为900r/min,充分反应。
步骤三:待充分反应后,取出反应溶液,抽滤得到含溶剂的目标产物,在惰性气体氛围下,120℃烘干得到目标正极补锂添加剂。
在正常的化学实验室的具体环境设置下,经上述实施例制备得到的实验数据如下:
Figure BDA0003822334900000113
Figure BDA0003822334900000121
与现有技术相比,本发明采用有机小分子邻苯二酚及其衍生物,在相对温和的条件下合成得到正极补锂材料,合成成本较低,产品容易获得,正极补锂添加剂与正极具有良好的适配性,补锂后没有残留并提高正极的稳定性和电池的使用寿命。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整,本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限,在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (9)

1.一种锂电池正极补锂添加剂的制备方法,其特征在于,将有机锂盐和羟基苯化合物充分混合溶解于溶剂后,进一步加入氢化锂、萘基锂/四氢呋喃分散液、锂金属、氢氧化锂或碳酸锂,待充分反应后,抽滤反应溶液并烘干得到锂电池正极补锂添加剂;
所述的有机锂盐采用三氟甲基磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双氟草酸硼酸锂、5-磺基-1,3-苯二甲酸单锂、四氟硼酸锂或其组合;
所述的羟基苯化合物采用邻苯二酚、3,4对羟基苯甲醛、3,4对羟基苯甲酸、3,4对羟基苯甲腈、2-氟-4-羟基苯腈、4-氟-1,2,-苯二酚、3,4,5,三羟基苯甲醛或其组合。
2.根据权利要求1所述的锂电池正极补锂添加剂的制备方法,其特征是,所述的充分混合溶解是指:在惰性气体氛围下,取四氢呋喃30~100mL,加入1~5mol有机锂盐和3~15mol羟基苯化合物搅拌10~60min溶解,羟基苯化合物的溶解温度为20~60℃,高速搅拌速度为300~900r/min,使锂盐和羟基苯化合物被充分溶解,形成均一的溶液体系。
3.根据权利要求1所述的锂电池正极补锂添加剂的制备方法,其特征是,所述的氢化锂,其浓度为7~35mol。
4.根据权利要求1所述的锂电池正极补锂添加剂的制备方法,其特征是,所述的萘基锂/四氢呋喃分散液,其浓度为0.1~0.2mol/L,具体通过在惰性气体氛围下,取0.4~0.8mol锂金属和0.4~0.8mol萘共同溶于2~4mol四氢呋喃溶液中制备得到。
5.根据权利要求1所述的锂电池正极补锂添加剂的制备方法,其特征是,所述的锂金属,其浓度为7~35mol。
6.根据权利要求1所述的锂电池正极补锂添加剂的制备方法,其特征是,所述的氢氧化锂,其浓度为7~35mol。
7.根据权利要求1所述的锂电池正极补锂添加剂的制备方法,其特征是,所述的碳酸锂,其浓度为7~35mol。
8.根据权利要求1所述的锂电池正极补锂添加剂的制备方法,其特征是,所述的充分反应是指:加入氢化锂、萘基锂/四氢呋喃分散液、锂金属、氢氧化锂或碳酸锂后以300~900r/min的速度搅拌,反应温度为20~60℃,直至反应完全。
9.根据权利要求1所述的锂电池正极补锂添加剂的制备方法,其特征是,所述的锂电池,通过将植被得到的锂电池正极补锂添加剂与磷酸铁锂正极材料、三元锂镍钴锰正极材料、钴酸锂正极材料组装得到。
CN202211045765.8A 2022-08-30 2022-08-30 锂电池正极补锂添加剂的制备方法 Pending CN115395114A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211045765.8A CN115395114A (zh) 2022-08-30 2022-08-30 锂电池正极补锂添加剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211045765.8A CN115395114A (zh) 2022-08-30 2022-08-30 锂电池正极补锂添加剂的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115395114A true CN115395114A (zh) 2022-11-25

Family

ID=84122461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211045765.8A Pending CN115395114A (zh) 2022-08-30 2022-08-30 锂电池正极补锂添加剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115395114A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116544535A (zh) * 2023-06-09 2023-08-04 哈尔滨工业大学 一种无负极锂金属电池的补锂添加剂、正极浆料及正极

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116544535A (zh) * 2023-06-09 2023-08-04 哈尔滨工业大学 一种无负极锂金属电池的补锂添加剂、正极浆料及正极
CN116544535B (zh) * 2023-06-09 2024-02-06 哈尔滨工业大学 一种无负极锂金属电池的补锂添加剂、正极浆料及正极

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11855285B2 (en) Full-gradient nickel cobalt manganese positive electrode material, ruthenium oxide coated material and preparation method thereof
JP6312576B2 (ja) リチウム複合酸化物の再生方法、電気化学デバイスの製造方法、並びに、リチウムイオン二次電池の製造方法
CN109546123B (zh) 五氧化二钒包覆核壳结构梯度镍钴锰正极材料及制备方法
CN103413926B (zh) 一种镍钴锰酸锂材料前驱体的制备方法
CN104362335B (zh) 一种镍钴锰酸锂正极材料的制备方法
CN114094089B (zh) 一种正极补锂添加剂及其制备和在锂离子电池中的应用
CN102351253A (zh) 锂离子电池锰基高能固溶体正极材料的制备方法
Gao et al. Recycling metal resources from various spent batteries to prepare electrode materials for energy storage: A critical review
CN113206242A (zh) 一种镍钴锰铝四元前驱体及正极材料和制备方法
CN114989059A (zh) 一种锂离子电池补锂剂及其制备方法、应用
CN115611773A (zh) 一种补锂化合物及其制备方法、锂离子电池
CN115395114A (zh) 锂电池正极补锂添加剂的制备方法
CN115241435A (zh) 一种层状Na3M2XO6氧化物包覆改性的锰酸钠正极材料及其制备方法
CN109802127B (zh) 一种银掺杂四氧化三铁纳米复合材料的制备方法
CN112591806A (zh) 废旧锂离子电池正极活性材料的回收与再生的方法
WO2023060992A1 (zh) 正极边角料回收合成高安全性正极材料的方法和应用
CN111710843A (zh) 一种高压实锂电池正极材料镍钴锰酸锂的制作方法
CN106785173A (zh) 一种再生三元正极材料及其制备方法
CN115947328A (zh) 一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法
CN115133159A (zh) 一种功能性水系锌离子电池电解液及其制备方法和应用
CN103526028A (zh) 一种前驱体废料溶解回收方法
CN117821757B (zh) 一种基于碱性物质辅助的废旧电池锂回收方法
CN109879332A (zh) 一种富锂锰基正极材料前驱体及其制备方法
CN109546142A (zh) 一种锂离子电池梯度正极活性材料及制备方法
CN116666582B (zh) 一种金属氧化物包覆氧化锂复合正极材料及其制备方法以及包含该正极材料的正极片和电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination