CN118117093A - 金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料、制备方法及包含该材料的电池 - Google Patents

金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料、制备方法及包含该材料的电池 Download PDF

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CN118117093A CN202410240087.3A CN202410240087A CN118117093A CN 118117093 A CN118117093 A CN 118117093A CN 202410240087 A CN202410240087 A CN 202410240087A CN 118117093 A CN118117093 A CN 118117093A
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肖逵逵
孙江东
聂华贵
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Abstract

本发明公开了一种金属掺杂的Li2NiO2(LNO)补锂添加剂材料，包括：氧化锂；氧化镍；掺杂剂，其采用氢氧化铝、氢氧化锆、氢氧化钛、氢氧化镧、氢氧化铌、氢氧化钨、氢氧化钼、氢氧化硼、氢氧化锶、氢氧化钽、氢氧化钇、氢氧化锰、氢氧化钴、氢氧化亚钴、氢氧化铜、氢氧化铬、氢氧化钒、氢氧化镓、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化镧、氧化铌、氧化钨、氧化钼、氧化硼、碳酸锶、氧化钽、氧化钇、四氧化三钴、氧化镓和氧化钴的一种或多种。本发明的一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料，能够提升补锂剂的充电容量，改善首次充放电库伦效率，改善电池的电化学性能。

Description

金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料、制备方法及包含该材料 的电池
技术领域
本发明涉及电池处理技术领域，具体涉及一种金属掺杂的Li2NiO2(LNO)补锂添加剂材料、制备方法及包含该材料的电池。
背景技术
近年来，在全球气候变暖问题日益突出和生态环境逐渐恶化的大背景下，推动能源结构向清洁能源加速转型是未来的趋势。其中，锂离子电池因其优异的电化学性能和良好的可靠性，目前广泛应用于电动汽车领域和可再生能源存储领域。在理想的情况下，锂离子会可逆的在正负极之间嵌入/脱出。然而在实际的电池中，锂离子会在首次循环时在负极的表面形成SEI膜，消耗正极的锂离子，造成电池的库伦效率下降、循环性能变差。石墨基负极首次库伦效率在85-95％之间，当使用高库伦效率的正极比如磷酸铁锂(库伦效率>95％)匹配装配成电池，可造成电池超过10％的容量损失。此外，当使用硅基材料作为负极时，首次放电形成更厚的SEI，首次库伦效率一般在70-85％之间，这意味着电池首次容量损耗将达到30％。
为了补偿初始不可逆容量损失并恢复能量密度，有必要向电池体系中提供额外的锂源，这种策略通常被称为补锂。补锂技术分为负极补锂和正极补锂。负极补锂中的稳定金属锂粉(SLMP)是最早实现商业化的技术，由美国FMC公司率先实现。早期发展的负极补锂方式诸如锂箔补锂、锂粉补锂，均使用锂金属这种活泼的物质，不仅补锂材料制备工艺复杂，与现有的粘结剂体系不兼容，而且存在较大的危险性，负极补锂的研究因此较为缓慢。此外正极补锂受到较大的关注，以其高安全性、工艺简单逐渐受到产业界的青睐。
正极补锂添加剂一般是具有高容量的含锂化合物(通常大于300mAh/g)，有较高的电位，相对于负极添加剂更加稳定。通过添加额外的高容量含锂化合物，其可在正极的工作电压范围内提供活性锂，以补偿锂离子电池在首圈充电过程中不可逆锂损失，而后续脱嵌锂过程又具备差的可逆性。与过锂化正极相比，补锂添加剂是额外添加的，占据一部分活性物质的质量，降低能量密度，且脱锂后一般会有残余物，有可能影响电池循环性能，但是其具有操作简便的特点，有很好的应用前景。
目前富锂三元化合物以是正极补锂材料的研究热点，Li2NiO2是其中最常见的补锂剂之一，Li2NiO2是一种高容量的正极添加剂，但是该材料合成难度大，合成的粒径大，电子导电率低，合成性能与理论比容量差距较大，不利于商业化的应用。
因此，目前亟需一种能够提升补锂剂的充电容量，改善首次充放电库伦效率，改善电池的电化学性能的Li2NiO2补锂添加剂材料。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料，其通过在制备过程中加入金属氢氧化物、金属氧化物等，对高镍酸锂进行金属元素的掺杂，提高其补锂容量，将上述制备的补锂添加剂应用在锂离子电池正极极片中，通过金属掺杂，提升锂离子电池的首次充电容量和循环稳定性，改善首次充放电库伦效率，改善电池的电化学性能。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料，包括：
氧化锂；
氧化镍；
掺杂剂，其采用氢氧化铝、氢氧化锆、氢氧化钛、氢氧化镧、氢氧化铌、氢氧化钨、氢氧化钼、氢氧化硼、氢氧化锶、氢氧化钽、氢氧化钇、氢氧化锰、氢氧化钴、氢氧化亚钴、氢氧化铜、氢氧化铬、氢氧化钒、氢氧化镓、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化镧、氧化铌、氧化钨、氧化钼、氧化硼、碳酸锶、氧化钽、氧化钇、四氧化三钴、氧化镓和氧化钴的一种或多种。
作为本发明的一种优选方式，所述氧化锂、氧化镍中，Li与Ni的摩尔比为(0.8～1.20):1。
作为本发明的一种优选方式，所述掺杂剂占的含量范围为0.1％-25％。
作为本发明的一种优选方式，所述掺杂剂占的含量范围为1％-5％。
本发明还提供一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：取第一预设比例的氧化锂、氧化镍和掺杂剂，放入球磨机内混合均匀；
步骤2：将混合物置于管式炉中，在惰性气体下烧结；
步骤3：烧结后随管式炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料。
作为本发明的一种优选方式，在将取第一预设比例的氧化锂、氧化镍和掺杂剂，放入球磨机内混合均匀后，所述方法还包括：
设置球磨机内混合物与球磨珠的质量比为1:40；
设置球磨速度为100-800r/min；
设置球磨时间为48h。
作为本发明的一种优选方式，将混合物置于管式炉中，在惰性气体下烧结时，所述方法还包括：
设置烧结温度为300～800℃；
设置烧结时间为6～21h；
设置升温速率为2～20℃/min；
所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气的一种或多种。
作为本发明的一种优选方式，其中，在过筛时，筛网目数为325目。
本发明还提供一种包含Li2NiO2补锂添加剂材料的电池，包括：
权利要求1-4任一项所述的Li2NiO2补锂添加剂材料；
电池本体，其中，将Li2NiO2补锂添加剂材料与导电剂碳纳米管、粘结剂PVDF按照第二预设比例，以NMP作为溶剂混合，混合均匀后涂覆与铝箔表面，60-80℃干燥6-8h，裁取极片后以锂片为负极、六氟磷酸锂作为电解液、Cellgard2400为隔膜组装制成。
作为本发明的一种优选方式，其中，Li2NiO2补锂添加剂材料与导电剂碳纳米管、粘结剂PVDF的比例为8:1:1；
NMP溶剂添加量为3-4g。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、在通过在制备过程中加入金属氢氧化物、金属氧化物等，对高镍酸锂进行金属元素的掺杂，能有效提高结构的稳定性，并促进原料反应完全，掺杂后的样品粒径减小，有利于提高锂离子的传输速率，并显著提高补锂剂的锂离子释放率，提升了补锂效果；；
2、将上述制备的补锂添加剂应用在锂离子电池正极极片中，提升锂离子电池的首次充电容量和循环稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料制备方法的流程图。
图2是本发明提供的包含Li2NiO2补锂添加剂材料的电池制备方法的流程图。
图3是本发明对比例13中未经掺杂LNO的SEM图像；
图4是本发明实施例5中3％氢氧化钴掺杂后LNO的SEM图像；
图5是本发明实施例2中3％氢氧化铜掺杂后LNO的SEM图像；
图6是本发明实施例8中3％氧化镓掺杂后LNO的SEM图像；
图7是本发明不同元素掺杂后的LNO与未经掺杂的LNO的XRD图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在一些实施例中，所涉及的一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料至少由氧化锂、氧化镍和掺杂剂几个部分构成。
氧化锂，其由高纯度锂元素经氧化反应得到。
氧化镍；其由高纯度镍元素经氧化反应得到。
具体而言，所述氧化锂、氧化镍其中的Li与Ni的摩尔比为(0.8～1.20):1。
掺杂剂
所述掺杂剂包括：
氢氧化铝、氢氧化锆、氢氧化钛、氢氧化镧、氢氧化铌、氢氧化钨、氢氧化钼、氢氧化硼、氢氧化锶、氢氧化钽、氢氧化钇、氢氧化锰、氢氧化钴、氢氧化亚钴、氢氧化铜、氢氧化铬、氢氧化钒、氢氧化镓、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化镧、氧化铌、氧化钨、氧化钼、氧化硼、碳酸锶、氧化钽、氧化钇、四氧化三钴、氧化镓和氧化钴的一种或多种。
具体而言，制备人员在选用掺杂剂的掺杂元素时，可以使用其中的一种，或将多种混合使用，具体由做制备人员根据实际制备需求选择；例如，可以只单独的选用氢氧化铝，也可以将氢氧化铝与氢氧化铝、氢氧化锆、氢氧化钛、氢氧化镧、氢氧化铌、氢氧化钨、氢氧化钼、氢氧化硼、氢氧化锶、氢氧化钽、氢氧化钇、氢氧化锰、氢氧化钴、氢氧化亚钴、氢氧化铜、氢氧化铬、氢氧化钒、氢氧化镓、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化镧、氧化铌、氧化钨、氧化钼、氧化硼、碳酸锶、氧化钽、氧化钇、四氧化三钴、氧化镓和氧化钴中的一种或多种混合，以此作为参考。
在实际实施过程中，所述掺杂剂中掺杂元素的含量范围为0.1％-25％。
在一些实施例中，所述掺杂剂占的含量范围优选为1％-5％。
由此，本发明其中一方面提出一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料的制备方法，通过该制备方法制备上述的一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料，该制备方法包括以下步骤：
步骤1：取第一预设比例的氧化锂、氧化镍和掺杂剂，放入球磨机内混合均匀；
具体而言，所述第一预设比例由制备人员根据上述的Li与Ni的摩尔比(0.8～1.20):1，以及根据所述掺杂元素的含量范围0.1％-25％进行选定，具体比例由制备人员根据实际需求调整。
在实际实施过程中，在将取第一预设比例的氧化锂、氧化镍和掺杂剂，放入球磨机内混合均匀后，所述方法还包括：
设置球磨机内混合物与球磨珠的质量比为1:40；
设置球磨速度为100-800r/min；
设置球磨时间为48h。
步骤2：将混合物置于管式炉中，在惰性气体下烧结。
具体而言，在球磨机将氧化锂、氧化镍和掺杂剂混合均匀后，制备人员将球磨机内的混合物取出，置放于管式炉中。
在实际实施过程中，在将混合物置于管式炉中，在惰性气体下烧结时，所述方法还包括：
设置烧结温度为300～800℃；
设置烧结时间为6～21h；
设置升温速率为2～20℃/min；
所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气的一种或多种。
步骤3：烧结后随管式炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料。
具体而言，在过筛时，采用的筛网的目数参考为325目，具体的筛网目数由制备人员根据实际需求进行设定。
由此，本发明其中一方面还提出一种包含Li2NiO2补锂添加剂材料的电池，包括：
上述的Li2NiO2补锂添加剂材料；
电池本体，其中，将上述的Li2NiO2补锂添加剂材料与导电剂碳纳米管、粘结剂PVDF按照第二预设比例，以NMP作为溶剂混合，混合均匀后涂覆与铝箔表面，60-80℃干燥6-8h，裁取极片后以锂片为负极、六氟磷酸锂作为电解液、Cellgard2400为隔膜组装制成。
具体而言，所述第二预设比例由制备人员根据实际需求设置，在本实施例中参考所述的Li2NiO2补锂添加剂材料与导电剂碳纳米管、粘结剂PVDF的比例为8:1:1；NMP溶剂添加量为3-4g；在包含Li2NiO2补锂添加剂材料的电池制成后，在2.5-4.25V电压区间内，以0.1C进行充放电测试。
由此，本发明其中一方面还提出一种包含Li2NiO2补锂添加剂材料的电池的制备方法，包括：
步骤10：将所述的Li2NiO2补锂添加剂材料与导电剂碳纳米管、粘结剂PVDF按照8:1:1，以NMP作为溶剂混合；
步骤11：在混合均匀后，将混合物涂覆与铝箔表面，60-80℃干燥6-8h；
步骤12：裁取极片后以锂片为负极、六氟磷酸锂作为电解液，以Cellgard2400为隔膜组装；
步骤13：制成包含Li2NiO2补锂添加剂材料的电池。
以下为具体的实施例。
实施例1
在实施例1中，所述Li2NiO2补锂添加剂材料的掺杂剂采用氢氧化铜掺杂元素，其中，氢氧化铜掺杂元素的比例为：5％(摩尔比)。
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍和5％氢氧化铜掺杂元素混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为18h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
实施例2
在实施例2中，所述Li2NiO2补锂添加剂材料的掺杂剂采用氢氧化铜掺杂元素，其中，氢氧化铜掺杂元素的比例为3％(摩尔比)；
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍和3％氢氧化铜掺杂元素混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为18h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
实施例3
在实施例3中，所述Li2NiO2补锂添加剂材料的掺杂剂采用氢氧化铜掺杂元素，其中，氢氧化铜掺杂元素的比例为1％(摩尔比)；
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍和1％氢氧化铜掺杂元素混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为18h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
实施例4
在实施例4中，所述Li2NiO2补锂添加剂材料的掺杂剂采用氢氧化钴掺杂元素，其中，氢氧化钴掺杂元素的比例为：5％(摩尔比)。
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍和5％氢氧化钴掺杂元素混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为18h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
实施例5
在实施例5中，所述Li2NiO2补锂添加剂材料的掺杂剂采用氢氧化钴掺杂元素，其中，氢氧化钴掺杂元素的比例为：3％(摩尔比)。
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍和3％氢氧化钴掺杂元素混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为18h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
实施例6
在实施例6中，所述Li2NiO2补锂添加剂材料的掺杂剂采用氢氧化钴掺杂元素，其中，氢氧化钴掺杂元素的比例为1％(摩尔比)。
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍和1％氢氧化钴掺杂元素混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为18h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
实施例7
在实施例7中，所述Li2NiO2补锂添加剂材料的掺杂剂采用氧化镓掺杂元素，其中，氧化镓掺杂元素的比例为：5％(摩尔比)。
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍和5％氧化镓掺杂元素混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为18h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
实施例8
在实施例8中，所述Li2NiO2补锂添加剂材料的掺杂剂采用氧化镓掺杂元素，其中，氧化镓掺杂元素的比例为3％(摩尔比)；
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍和3％氧化镓掺杂元素混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为18h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
实施例9
在实施例9中，所述Li2NiO2补锂添加剂材料的掺杂剂采用氧化镓掺杂元素，其中，氧化镓掺杂元素的比例为1％(摩尔比)；
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍和1％氧化镓掺杂元素混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为18h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
实施例10
在实施例10中，所述Li2NiO2补锂添加剂材料的掺杂剂采用氧化铝掺杂元素，其中，氧化铝掺杂元素的比例为：5％(摩尔比)。
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍和5％氧化铝掺杂元素混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为18h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
实施例11
在实施例11中，所述Li2NiO2补锂添加剂材料的掺杂剂采用氧化铝掺杂元素，其中，氧化铝掺杂元素的比例为：3％(摩尔比)。
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍和3％氧化铝掺杂元素混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为18h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
实施例12
在实施例12中，所述Li2NiO2补锂添加剂材料的掺杂剂采用氧化铝掺杂元素，其中，氢氧化铝掺杂元素的比例为1％(摩尔比)。
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍和1％氧化铝掺杂元素混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为18h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
对比例13
在对比例13中，不添加掺杂剂制备所述Li2NiO2补锂添加剂材料。
由此，具体制备过程为：
取11.2g氧化锂、25.2g氧化镍混合，加入球磨机中；
球磨机内，物料与球磨珠的质量比为1:40，球磨速度为150r/min，球磨时间为48h；
将混合均匀后的粉末置于管式炉中，在惰性气体下烧结，其中升温速率为10℃/min，烧结温度为700℃，烧结时间为15h，惰性气体为氩气；
烧结后随炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料，其中，筛网目数为325目。
由此，上述实施例1-12以及对比例13的实验数据如下表所示：
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料，其特征在于，包括：
氧化锂；
氧化镍；
掺杂剂，其采用氢氧化铝、氢氧化锆、氢氧化钛、氢氧化镧、氢氧化铌、氢氧化钨、氢氧化钼、氢氧化硼、氢氧化锶、氢氧化钽、氢氧化钇、氢氧化锰、氢氧化钴、氢氧化亚钴、氢氧化铜、氢氧化铬、氢氧化钒、氢氧化镓、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化镧、氧化铌、氧化钨、氧化钼、氧化硼、碳酸锶、氧化钽、氧化钇、四氧化三钴、氧化镓和氧化钴的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料，其特征在于，所述氧化锂、氧化镍中，Li与Ni的摩尔比为(0.8～1.20):1。
3.根据权利要求1或2所述的一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料，其特征在于，所述掺杂剂占的含量范围为0.1％-25％。
4.根据权利要求1或2所述的一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料，其特征在于，所述掺杂剂占的含量范围为1％-5％。
5.一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：取第一预设比例的氧化锂、氧化镍和掺杂剂，放入球磨机内混合均匀；
步骤2：将混合物置于管式炉中，在惰性气体下烧结；
步骤3：烧结后随管式炉冷却至室温，过筛形成Li2NiO2补锂添加剂材料。
6.根据权利要求5所述的一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料，其特征在于，在将取第一预设比例的氧化锂、氧化镍和掺杂剂，放入球磨机内混合均匀后，所述方法还包括：
设置球磨机内混合物与球磨珠的质量比为1:40；
设置球磨速度为100-800r/min；
设置球磨时间为48h。
7.根据权利要求5所述的一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料，其特征在于，将混合物置于管式炉中，在惰性气体下烧结时，所述方法还包括：
设置烧结温度为300～800℃；
设置烧结时间为6～21h；
设置升温速率为2～20℃/min；
所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气的一种或多种。
8.根据权利要求5所述的一种金属掺杂的Li2NiO2补锂添加剂材料，其特征在于，其中，在过筛时，筛网目数为325目。
9.一种包含Li2NiO2补锂添加剂材料的电池，其特征在于，包括：
权利要求1-4任一项所述的Li2NiO2补锂添加剂材料；
电池本体，其中，将Li2NiO2补锂添加剂材料与导电剂碳纳米管、粘结剂PVDF按照第二预设比例，以NMP作为溶剂混合，混合均匀后涂覆与铝箔表面，60-80℃干燥6-8h，裁取极片后以锂片为负极、六氟磷酸锂作为电解液、Cellgard2400为隔膜组装制成。
10.根据权利要求9所述的一种包含Li2NiO2补锂添加剂材料的电池，其特征在于，其中，Li2NiO2补锂添加剂材料与导电剂碳纳米管、粘结剂PVDF的比例为8:1:1；
NMP溶剂添加量为3-4g。
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