权利要求
1.本发明公开了一种含有富
锂铁酸锂、层状
正极材料的
复合材料,其中包含富锂铁酸锂、和主要活性物质层状正极材料;以及可含有或不含有碳包覆层、和可以含有或者不含有除碳以外其他元素包覆层,其中富锂铁酸锂的重量a+活性物质的重量b =100%; 碳包覆层重量为c,除碳以外其他元素包覆层为d。
2.根据权利要求1,其特征在于,所述富锂铁酸锂其质量a占比为:0≤a≤100%;富锂铁酸锂的结构式Li5FeO4。
3.根据权利要求1,其特征在于,主要活性物质层状正极材料,0%≤层状正极材料质量占整体材料重量的百分比≤100%;层状正极材料可以使三元材料(NCM、NCA的任何比例的单、多晶材料、以及以三元材料为主体结构改性的多元材料);
钴酸锂正极材料、以及无钴层状正极材料;其中层状三元正极材料结构式LiNixCoyM1-x-y O2,其中M为Mn、Al、W、Zr、Mg、B、Nb、Ta、Mo、La和Ti中至少一种,0 .33≤x≤1 .0,0≤y≤0.33,以三元材料为主体结构改性的多元材料的结构式为LiNixCoyMz N1-x-y-zO2,其中M为为Mn、Al、W、Zr、Mg、B、Nb、Ta、Mo、La和Ti中至少一种,0 .33≤x≤1,0≤y≤0.33,0≤z≤0.33,N为Mn、Al、W、Zr、Mg、B、Nb、Ta、Mo、La、和Ti,M和N不同时是属于同一元素。
4.根据权利要求1,所述碳包覆层包括无机碳源和/或有机碳源和/或有机气体形成的包覆层,0%≤碳的质量占整体材料重量的百分比≤10%,所述0nm≤碳层的包覆厚度≤100nm;所述无机碳源包括
碳纳米管、
石墨烯、石墨、富勒烯、VGCF、无定形碳、软碳、
硬碳中的至少一种或者二种以上的复合;所述有机碳源包括葡萄糖、纤维素、蔗糖、淀粉、PEG、PEO、纤维素、石油、沥青、PVP中的有一种或者二种以上的组合;所述的有机气体碳源包括链状烷烃(CnH2n+2(其中 n ≥ 1),例如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)等)、环状烷烃通式为CnH2n(其中 n ≥ 3),例如环丙烷(C3H6)、环己烷(C6H12)等、烯烃通式为CnH2n(其中 n ≥ 2),例如乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)等;烯烃分子中含有碳碳双键,炔烃通式为CnH2n-2(其中n ≥ 2),例如乙炔(C2H2)、丙炔(C3H4)、丁炔(C4H6)等,炔烃分子中含有碳碳三键,可以是以上的一种或者多种复合。
5.根据权利要求1,可以包含或不包含除碳以外的其他元素包覆层,用于改善材料的性能,其包覆层厚度可以是0nm≤包覆厚度≤50nm;0≤d包覆量占总的材料的质量比≤1%;其包覆元素可以包含:B、N、Mg、Al、F、Si、P、S、K、Ca、Sc、V、Ti、Cr、Mn、Ni、Ga、Ge、La、Se、Rb、Sr、Y、Nb、Mo、Ru、Eu、Er、Yb、Dy、Cs、Sb、Sn、Se、Te、Bi、Zn、Cu、Ce、Rh、Tb、Lu、Hf、Ta、W、Os、Ir、Pt、Au、Pb、Zr、Cd、Pd、Ag等中的一种或者多种复合。
6.本发明还公开了含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料其制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、按比例称取富锂铁酸锂前驱体和层状正极材料前驱体加入去离子水中,按照比例配制锂源和碳源(可加可不加)的水溶液,控制固含量≤60%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
S3、将步骤S2所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述富锂铁酸锂的前驱体包括氧化铁、氢氧化铁、硝酸铁、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化
镍中的一种或者二种以上的组合,所述的富锂铁酸锂前驱体和三元前驱体的比例与最终产品中的添加比例一致。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述锂源包括
碳酸锂、氧化锂、氢氧化锂、醋酸锂、柠檬酸锂、草酸锂、己二酸锂中的一种或者二种以上的组合。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所加的按比例添加三元前驱体与锂混合的mol比范围为:0.9≤Li:(x+y+z)=1.1,所述的按比例添加富锂铁酸锂的前驱体中的Li和Fe的mol比范围是:4.90≤Li/Fe≤5.3。
10.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述干燥处理采用喷雾干燥、闪蒸、离心干燥中的任意一种方式;所述的干燥温度≥180℃。
11.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述烧结气氛为氧气、氮气、氩气、空气中的一种或者二种以上的组合; CVD沉积处理的温度为600℃~900℃,时间为2h~16h;所述的粉碎后的粒径D50≤10μm。
12.一种根据权利要求1所述的含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料或权利要求1~11中任一项所述制备方法所制得的含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料在电极极片、电池、电池组、用电设备中的应用,所述
电池包括锂离子电池、
固态电池、
半固态电池中的任意一种。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及锂离子电池含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料技术领域,尤其涉及一种富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料及其制备方法与应用。
背景技术
[0002]随着锂离子电池在各领域的广泛应用,其性能提升成为了行业研究的热点。锂离子电池(LIB)需要提供高能量密度和长循环寿命,以满足电动汽车电池日益增长的需求。然而,在初始循环期间会发生显著的不可逆容量损失,主要是由于在负极表面形成固体电解质界面(SEI),这大大降低了完整电池的能量密度和循环寿命。幸运的是,已经开发了各种阳极和阴极预锂化技术来解决这一关键问题。预锂化补偿了初始活性锂损失(ALL),有效提高了循环寿命和能量密度,同时保持与LIB的当前商业生产兼容。。
[0003]富锂铁酸锂,作为
关键材料,在提升
储能电池循环寿命性能方面发挥着至关重要的作用,能够改善负极首次库伦效率减少的问题,进而提高
锂电池的容量、循环寿命和能量密度。补锂技术是通过在锂电池工作前向电池内部增加锂离子,以补充首次充电过程中形成的固体电解质相界面膜(SEI膜)所消耗的锂,从而减少正极不可逆锂损失,以提高电池首次效率和循环寿命。
[0004]富锂铁酸锂(简称LFO,化学式为Li5FeO4)是目前主流的正极补锂材料。LFO是一种反萤石型结构的锂金属氧化物,由于具备高比容量目前已经成为主流的正极富锂铁酸锂;而另一方面,高能量密度电池采用的正极材料一般是层状正极材料(比如高镍NCM\NCA体系);可见,LFO与层状正极材料在化学体系上存在一定的不兼容。因而,从化学体系的兼容性上来说,采用均匀的层状正极材料包覆将可以让LFO与层状正极材料储能体系更好的兼容,同时抑制产气等问题,实现性能的最优化。
[0005]在中国专利公开号中CN116830306A中披露一种三元正极材料的及其制备方法和应用。所述三元正极材料的结构式为Li(NixCoy Mnz)O2@Li5FeO4,其中0.6≤x<1,0
[0006]本方案我司提出一种含有富锂铁酸锂和层状氧化物的复合材料。在该复合材料中,主要有两种核心物质(富锂铁酸锂a,层状正极材料b,a+b=100份)以及可含有或不含有的碳包覆层和可含有或不含有的其他元素包覆层d组成。该复合材料在富锂铁酸锂含量高时候可以做为补锂添加剂,如(90≤a≤100),补锂时仅需添加少量该复合材料;富锂铁酸锂含量在适中区间时(10≤a≤90),其添加量更高。而在富锂铁酸锂含量低,意味着层状正极材料含量高,该复合材料可以作为含有富锂铁酸锂的正极材料(0≤a≤10),其可以作为自带补锂剂的层状正极材料,可实现长循环的正极材料,本发明专利可通过条件不同的富锂铁酸锂、层状正极材料的比例实现不同的应用场景。此外由于含有层状材料的进一步提高LFO的空气稳定性,尤其是当该复合材料应用于在高镍三元材料体系时该复合材料可以进一步提高与高镍三元材料的兼容性,抑制副反应和产气问题。
发明内容
[0007]本发明的目的是提供可通过调节富锂铁酸锂和层状正极的占比复合材料,以实现在富锂铁酸锂含量高时,其补锂容量高。仅需添加少量的该复合材料即可实现高容量补锂、但可能出现补锂不均匀现象以及析锂风险;如(90≤a≤100),补锂时仅需添加少量该复合材料,同时富锂铁酸锂含量在适中区间是更方便其均匀补锂如(10≤a≤90)可以作为一种添加量可调的补锂添加剂,更适合均匀补锂。而在富锂铁酸锂含量低,意味着层状正极材料含量高,该复合材料可以作为含有富锂铁酸锂的正极材料(0≤a≤10),其可以作为无需添加富锂铁酸锂可实现长循环的正极材料。
[0008]一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,通过调节富锂铁酸锂和层状正极材料比例,自由实现不同应用场景的切换。除此之外层状正极材料的良好的包覆可以提高富锂铁酸锂的空气稳定性、同时抑制产气,实现性能的最优化,在一定程度上解决化学体系的不兼容问题。
[0009]为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
[0010]第一方面,本发明提供了一种多重包覆的含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中包含富锂铁酸锂、和主要活性物质层状正极材料、可含有或可不含有碳包覆层、可以含有或者不含有除碳以外其他元素包覆层。其中富锂铁酸锂的重量a+活性物质的重量b=100份。其中0≤a≤100份;0≤b≤100;0≤c≤10;0≤d≤1%。
[0011]作为具体的技术方案,当富锂铁酸锂含量高时、其中做为高容量富锂铁酸锂,仅需添加少量该复合材料就可以达到补锂效果,此时复合材料时富锂铁酸锂的含量可以是90≤a≤100,具体可以是100份、98份、96份、94份、92份、90份也可以是其中的任意数值比例,层状正极材料的含量可以是0≤b≤10;具体可以使0份、2份、4份、6份、8份、、10份也可以是其中的任何数字比例。
[0012]当富锂铁酸锂含量适中时,该复合材料当作为是中容量富锂铁酸锂,可以适合作为均匀补锂添加剂。是10≤a≤90具体可以是90份、80份、70份、60份、50份、40份、30份、20份、10份也可以是其中的任意数值比例,层状正极材料的含量可以是10≤b≤90;具体可以使10份、20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份、90份也可以是其中的任何数字比例。
[0013]当富锂铁酸锂含量低时,该复合材料可以作为长循环正极材料。该复合材料中富锂铁酸锂的含量范围是0≤a≤10具体可以是10份、8份、7份、6份、4份、2份、1份也可以是其中的任意数值比例,层状正极材料的含量可以是90≤b≤100;具体可以使90份、92份、94份、96份、98份、100份也可以是其中的任何数字比例。
[0014]此外碳的含量为0≤c≤10%;可以是0%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%,也可以是其中的任何数字比例。碳含量优选为0≤c≤5%,更优选0≤c≤3%。0≤碳包覆的厚度设置为≤100nm,优选为0≤碳包覆的厚度设置为≤50nm;更进一步优选为0≤碳包覆的厚度设置为≤20nm。
[0015]第二方面,本发明提供了制备上述复合材料的制备方法,包括以下步骤:
[0016]S1、按比例称取富锂铁酸锂前驱体和层状正极材料前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和碳源(可加可不加)的水溶液,控制固含量≤60%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0017]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0018]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0019]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0020]作为具体的技术方案,步骤S1中,所述富锂铁酸锂的前驱体包括氧化铁、氢氧化铁、硝酸铁、硫酸铁、硫酸亚铁镍、
氯化铁、草酸亚铁、醋酸铁、柠檬酸铁。其添加的摩尔比为最终产品中LFO的摩尔比。
[0021]作为具体的技术方案,步骤S1中,所述的层状氧化物的前驱体可以是主要活性物质层状正极材料,其添加的摩尔比为最终产品中层状材料的摩尔比;层状正极材料可以三元材料(NCM、NCA的任何比例前驱体的单、多晶材料、以及以三元材料为主体结构改性的多元材料);
钴酸锂前驱体材料、以及无钴层状前驱体材料;其中层状三元前驱体结构式三元材料前驱体的化学式为NixCoyM(1-x-y)(OH)2,其中M可以是其中M为Mn、Al、W、Zr、Mg、B、Nb、Ta、Mo、La和Ti中至少一种,其中x、y、z为镍、钴、M的原子占比,通常范围为0≤x≤1、0≤y≤1、0≤z≤1且x+y+z=1。以及以三元材料为主体结构改性的多元材料的结构式NixCoyMz N1-x-y-z(OH)2,其中M为为Mn、Al、W、Zr、Mg、B、Nb、Ta、Mo、La和Ti中至少一种,0.33≤x≤1,0≤y≤0.33,0≤z≤0.33,N为Mn、Al、W、Zr、Mg、B、Nb、Ta、Mo、La、和Ti,M和N不同时是属于同一元素。
[0022]作为具体的技术方案,所述锂源包括碳酸锂、氧化锂、氢氧化锂、醋酸锂、柠檬酸锂、草酸锂、己二酸锂中的一种或者二种以上的组合。
[0023]作为具体的技术方案,步骤S1中,所述锂源与LFO的摩尔添加比例为4.9≤Li/Fe≤5.3,优选添加比例为4.97≤Li/Fe≤5.15。
[0024]作为具体的技术方案,步骤S1中,所述锂源与层状氧化物的前驱体的摩尔添加比例为0.9≤Li/层氧前驱体≤1.1,更优选为0.9≤Li/层氧前驱体≤1.05。
[0025]作为具体的技术方案,所述碳源包括无机碳源和/或有机碳源。
[0026]所述无机碳源包括碳纳米管、石墨烯、石墨、富勒烯、无定形碳中的至少一种。作为示例的,富勒烯可以是C20、C60、C70、C76、C80等。
[0027]所述有机碳源包括葡萄糖、羟甲基纤维素、蔗糖、可溶性淀粉、PEG、纤维素、石油、沥青中的有一种或者二种以上的组合。
[0028]作为具体的技术方案,步骤S1中,所述碳源的mol加入量等同于碳的摩尔量,为0≤碳包覆量≤(富锂铁酸锂+层状正极材料)重量的10%。作为示例的,碳源的加入量可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%等,也可以是其中的任意数值。所述的0≤包覆厚度≤50nm,优选包覆厚度0≤包覆厚度≤20nm。作为实例的,其包覆厚度可以使1nm、5nm、10nm、15nm、20nm、30nm、40nm、50nm等,也可以是其中任意的数值。
[0029]作为具体的技术方案,所述的浆料的固含量≤60%,优选固含量≤40,更优选固含量≤35%。
[0030]作为具体的技术方案,所述的研磨后的粒径D50≤0.5μm,优选D50≤0.4μm,更优选D50≤0.3μm。
[0031]作为具体的技术方案,所述干燥处理采用喷雾干燥、闪蒸、离心干燥中的任意一种方式。
[0032]作为示例的,干燥处理可以采用喷雾干燥,喷雾干燥的进风口温度≥180℃,出风口温度≥90℃。
[0033]作为具体的技术方案,所述气氛为氧气、氮气、氩气、空气中的一种或者二种以上的组合。
[0034]作为具体的技术方案,所述表面包覆元素包括B、N、Mg、Al、F、Si、P、S、K、Ca、Sc、V、Ti、Cr、Mn、Ni、Ga、Ge、La、Se、Rb、Sr、Y、Nb、Mo、Ru、Eu、Er、Yb、Dy、Cs、Sb、Sn、Se、Te、Bi、Zn、Cu、Ce、Rh、Tb、Lu、Hf、Ta、W、Os、Ir、Pt、Au、Pb、Zr、Cd、Pd、Ag等的氧化物、氢氧化物、硫酸盐、硝酸盐等盐类。具体的可以是
氧化铝、勃姆石、氧化锆、氧化
锌、氧化钛、二氧化钙、氧化硅、二氧化硅、氧化镁、氧化
锡、氧化镍、
氧化钴、氧化
锰、五氧化二磷、氧化钽、氧化钨、氧化铌、氧化锶、氧化铈、氧化镧等等中的一种或二种以上的组合。
[0035]作为具体的技术方案,步骤S5中,所述表面包覆剂的包覆量≤1%(10000ppm)。
[0036]优选的,表面包覆剂的包覆量≤8000ppm。
[0037]较优选的,表面包覆剂的包覆量≤6000ppm。
[0038]作为具体的技术方案,,所述表面包覆剂的D50粒径≤500nm。
[0039]优选的,表面包覆剂的D50粒径≤100nm。
[0040]较优选的,表面包覆剂的D50粒径≤50nm。
[0041]作为具体的技术方案中,物理包覆的技术方案中,研磨粒径D50控制D50≤0.5μm,优选为D50≤0.4μm,更优选为D50≤0.2μm。
[0042]作为具体的技术方案,CVD沉积处理时包覆的气体为乙炔、乙烯、甲烷、乙烷、丙烷中的任意一种。
[0043]作为具体的技术方案,CVD沉积处理的温度为700℃~900℃,时间为2h~16h。
[0044]作为具体的技术方案,CVD沉积处理后粉碎至D50粒径≤10μm,更优选的粒径为≤5μm。
[0045]第三方面,本发明还提供了一种根据上述的含富锂铁酸锂和活性物质的复合材料或制备方法所制得的复合材料在电池中的应用,所述电池包括锂离子电池、固态电池、半固态电池中的任意一种。
[0046]与现有技术相比,通过调节富锂铁酸锂和
磷酸铁的占比复合材料,以实现在富锂铁酸锂含量高时,其补锂容量高。仅需添加少量的该复合材料即可实现高容量补锂、但可能出现补锂不均匀现象以及析锂风险;在富锂铁酸锂含量适中(10≤a≤90)时可以作为均匀补锂添加剂;添加适量复合材料,能实现均匀补锂,从而避免局部析锂风险。在富锂铁酸锂含量少时(0≤a≤10),尤其是富锂铁酸锂含量在约1-5%之间时可以作为长循环正极材料,实现完全不需要额外添加富锂铁酸锂实现长循环。
[0047]一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,通过调节富锂铁酸锂和层状正极材料比例,自由实现不同应用场景的切换。除此之外层状正极材料的良好的包覆可以提高LFO的空气稳定性、同时抑制产气,实现性能的最优化,在一定程度上解决化学体系的不兼容问题,可以有效地提高储能电池的循环寿命。
附图说明
[0048]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地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0049]图1为本发明的含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料的制备示意图。
具体实施方式
[0050]下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0051]实施例、对比例中,所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法,所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
[0052]下面通过详细的实施例并结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0053]实施例1
[0054]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为2%,层状正极材料为98%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0055]S1、按比例称取2%氧化铁和98% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0056]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0057]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0058]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0059]实施例2
[0060]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为4%,层状正极材料为96%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0061]S1、按比例称取4%氧化铁和96% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0062]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0063]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0064]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0065]实施例3
[0066]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为6%,层状正极材料为94%(此方案为原位生长层状氧化物技术方案)。该复合材料的制备方法如下:
[0067]S1、富锂铁酸锂前驱体的制备:称取镍源,镍源的摩尔比为富锂铁酸锂含量的2%,溶于去离子水中,配置一定3mol/L浓度的溶液;加入沉淀剂质量浓度30%浓度的氢氧化锂溶液、络合剂浓度为34.7%的氨水水溶液,经过12h反应时间后得到氢氧化物,洗涤后干燥得到富锂铁酸锂前驱体。
[0068]S2、层状正极材料前驱体的制备:制备
镍盐、钴盐、锰盐或铝盐溶液,将镍盐、钴盐、锰盐或铝盐溶液混合均匀(Ni:Co:Mn/Al按照摩尔比60:20:20)、配置金属盐mol浓度为2.2mol/L的层状前驱体溶液,将上述S1富锂铁酸锂前驱体粉体均匀分散在三元材料前驱体溶液中。将30%浓度的氢氧化钠溶液沉淀剂溶液、络合剂浓度为34.7%的氨水水溶液,与所述混合液一起并流加入反应釜中进行反应12h沉淀,充分反应后静置陈化12h;将陈化后的溶液进行固液分离,洗涤。
[0069]S3、含有富锂铁酸锂,三元材料的复合材料的制备:将S2前驱体同锂源、锂源与富锂铁酸锂中镍元素的mol比例为(2.06:1)、锂源与层状氧化物的mol比为(1.03:1)。以及可按比例添加葡萄糖2%、充分混合,在气氛条件下烧结,烧结后的材料经破碎、分级、除磁后得到所需材料。
[0070]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,添加少量的表面包覆剂氧化铝(4000ppm)混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0071]实施例4
[0072]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为8%,层状正极材料为92%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0073]S1、按比例称取8%氧化铁和92% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0074]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0075]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0076]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0077]实施例5
[0078]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为10%,层状正极材料为90%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0079]S1、按比例称取10%氧化铁和90% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0080]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0081]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0082]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0083]实施例6
[0084]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为20%,层状正极材料为80%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0085]S1、按比例称取20%氧化铁和80% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0086]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0087]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0088]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0089]实施例7
[0090]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为30%,层状正极材料为70%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0091]S1、按比例称取2%氧化铁和98% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0092]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0093]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0094]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0095]实施例8
[0096]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为40%,层状正极材料为60%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0097]S1、按比例称40%氧化铁和60% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0098]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0099]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0100]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0101]实施例9
[0102]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为50%,层状正极材料为50%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0103]S1、按比例称取50%氧化铁和50% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0104]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0105]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0106]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0107]实施例10
[0108]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为60%,层状正极材料为40%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0109]S1、按比例称取60%氧化铁和40% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0110]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0111]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0112]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0113]实施例11
[0114]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为70%,层状正极材料为30%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0115]S1、按比例称取70%氧化铁和30% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0116]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0117]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0118]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0119]实施例12
[0120]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为80%,层状正极材料为20%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0121]S1、按比例称取80%氧化铁和20% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0122]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0123]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0124]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0125]实施例13
[0126]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为90%,层状正极材料为10%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0127]S1、按比例称取90%氧化铁和10% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0128]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0129]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0130]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0131]实施例14
[0132]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为98%,层状正极材料为2%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0133]S1、按比例称取98%氧化铁和2% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0134]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0135]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0136]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0137]实施例15
[0138]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为96%,层状正极材料为4%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0139]S1、按比例称取96%氧化铁和4% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0140]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0141]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0142]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0143]实施例16
[0144]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为94%,层状正极材料为6%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0145]S1、按比例称取96%氧化铁和4% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0146]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0147]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0148]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0149]实施例17
[0150]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为98%,层状正极材料为2%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0151]S1、按比例称取98%氧化铁和2% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0152]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0153]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0154]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0155]实施例18
[0156]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为90%,层状正极材料为10%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0157]S1、按比例称取90%氧化铁和10% NCM811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0158]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0159]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0160]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0161]实施例19
[0162]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为2%,NCA前驱体材料为98%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0163]S1、按比例称取2%氧化铁和98% NCA811前驱体加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0164]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0165]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0166]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0167]实施例20
[0168]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为2%,层状正极材料为98%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0169]S1、按比例称取2%氧化铁和98% Co3O4加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0170]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0171]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0172]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0173]实施例21
[0174]本实施例提供了一种含有富锂铁酸锂、层状正极材料的复合材料,其中富锂铁酸锂为2%,层状正极材料为98%。如图1所示,该复合材料的制备方法如下:
[0175]S1、按比例称取2%氧化铁和98% Ni(OH)2加入去离子水中、按照比例配制锂源和水溶液,总浆料控制固含量35%、搅拌后进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm,得到浆料;
[0176]S2、将上述浆料干燥处理,得到前驱体粉末;
[0177]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0178]S4、将步骤S3所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,(可加可不加)添加少量的表面包覆剂混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0179]对比例1
[0180]本实施例提供了一种富锂铁酸锂材料,该材料的制备方法如下:
[0181]S1、按比例称取三氧化二铁和锂源,研磨控制D50粒径≤1μm,进一步研磨控制D50粒径≤0.5μm;
[0182]S2、可按比例添加2%葡萄糖、混合均匀、研磨,控制D50粒径≤0.5μm后干燥处理,得到前驱体粉末;
[0183]S3、将步骤S3所得的前驱体粉末放入带有气氛的炉体内进行第一次烧结,烧结温度为400℃~650℃,保温时间为4h~16h,得到一烧产物;
[0184]S4、将步骤S4所得的一烧产物粉碎至D50粒径≤40μm,添加少量的表面包覆剂氧化铝混合均匀后进行第二次烧结,烧结温度为650℃~1300℃,保温8h~24h,得到的二烧产物可选择进行CVD沉积处理,也可以不做CVD沉积处理,最后粉碎、分级、除磁、包装即得所需产物。
[0185]对比例2
[0186]商业化层状
锂电正极材料NCM811,Ni:Mn:Co=8:1:1。
[0187]对比例3
[0188]商业化钴酸锂正极材料LCO。
[0189]采用上述实施例1~21以及对比例1、2得到的复合材料作为正极补锂材料,在露点-45°环境下,将复合材料、碳黑导电剂(SP)和粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)按照重量比8:1:1的比例混合,再加入混合料重量120%的N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂,混合,并制成2024扣式电池,测试其充电容量,充放电区间为2.0V~4.4V,充放电倍率为0.01C,测试数据如下表1所示。
[0190]表1不同富锂铁酸锂制成的电池的测试数据
[0191]
[0192]
[0193]从上表1中可以看出,随着磷酸铁的增加,充电容量下降,这是由于三元NCM811本身充电容量约为232mAh/g,放电容量约为218mAh/g,而LFO的理论比容量相当于为867mAh/g,实际发挥为约700~740mAh/g,但其放电容量很低(约为30mAh/g),可以看出因此,随着三元材料的添加量的增加,其充电容量降低,但其放电容量是增加的。从对比例1可以看出无包覆的LFO由于其空气稳定性差,其充电容量仅有546.3Ah/g,放电容量为29.3mAh/g。而实施例14中采用2%NCM811包覆的LFO其充电容量高达733mAh/g,放电容量为35mAh/g。
[0194]另一方面,从实施例1-5中可以看出低LFO含量、高NCM占比时可以作为一种自带补锂剂的正极材料。具备更高的充电容量和相对较高的放电容量。充电容量随着LFO的含量的增加而增加,从242mAh/g提升至282mAh/g,同时放电容量从214mAh/g降低至199mAh/g。
[0195]在补锂剂含量适中的实施例6-13%中同样可以看出随着三元材料的添加量的增加,其充电容量降低,但其放电容量是增加的。其充电容量在低LFO含量时从334mAh/g提升至692mAh/g,放电容量从180mAh/g降低至50mAh/g,上述实施例适合作为均匀补锂的添加剂,用于改善补锂剂分散不均匀导致局部析锂的风险。
[0196]而在高LFO、低NCM包覆的实施例14-18中可以看出,随着LFO含量的进一步提高,其充电容量最高可达733mAh/g,放电容量35mAh/g,该比例区间的复合材料适合作为少量添加的补锂剂添加在
高镍正极材料中,同时由于其包覆材料为相同的正极材料,因此对于体系的兼容性更好,更能抑制体系的副反应和产气问题。
[0197]在实施例19中采用的高层状材料NCA、低LFO制备了复合材料,该实施例呈现相同的趋势,其充电容量250mAh/g,放电容量208mAh/g。同时可以作为自带补锂剂的正极材料,同样其也可以用于制备不同比例的复合材料用于均匀补锂剂或者高容量的补锂剂。
[0198]此外在实施例20和21中同样利用了层状材料钴酸锂和镍酸锂、制备了钴酸锂和镍酸锂,在实施例21中可以看出镍酸锂和LFO的复合材料的充电容量为223mAh/g,放电容量为167mAh/g。在实施例20和对比例3中可以看出。单纯的商业化钴酸锂在4.4V的充电容量约为213mAh/g,放电容量196mAh/g,而制备的复合材料实施例20中的充电容量约为228mAh/g,放电194mAh/g。同样其也可以用于制备不同比例的复合材料用于均匀补锂剂或者高容量的补锂剂。
[0199]此外可见,本发明通过调节LFO和层状三元材料的比例获得的含有富锂铁酸锂和层状正极材料的复合材料。在高含量富锂铁酸锂时可以作为高容量的补锂添加剂,在富锂铁酸锂含量适中时可以作为添加量适中的补锂添加剂,适合均匀补锂,改善高容量富锂铁酸锂由于分散不均匀出现的局部析锂问题。而在富锂铁酸锂含量低时可以作为含有少量富锂铁酸锂的正极材料。
[0200]此外,富锂铁酸锂主要是用于提高首次效率以及
电芯的循环性能;层状正极材料作为主要活性物质同时包覆后可以提高空气稳定性;可含有或者不含有的碳层主要其提高材料电子导电能力和空气稳定性;可以含有也可以不含有其他元素包覆层主要用于改善电性能也可一定层度上提高空气稳定性。
[0201]本发明所提供的含有富锂铁酸锂和三元材料的复合材料在电极极片、电池、电池组、用电设备中的应用,所述电池包括锂离子电池、固态电池、半固态电池中的任意一种。
[0202]上述实施例仅示例性说明本发明的构思及技术方案,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
[0203]此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
说明书附图(1)