富锂正极复合材料、正极极片及电池的制作方法

本申请属于锂离子电池正极，尤其涉及一种富锂正极复合材料、正极极片及电池。

背景技术：

1、作为锂离子电池的重要组成部分，锂离子电池的正极材料对锂电池的性能起重要作用。在蓬勃发展的储能和转换领域，如何提高正极材料的比容量和循环稳定性是亟待解决的问题。目前，常用的正极材料有licoo2、linio2、limn2o4、lifepo4及ncm三元材料，这些材料各有优势，逐渐成为研究的热点。

2、然而常用的正极材料存在一个显著的缺陷，即在初始循环过程中，有机电解液在常用的石墨负极表面会形成一层sei膜，该反应会消耗大量的锂离子，使材料产生不可逆的容量损失，造成首次循环库伦效率偏低，降低了材料的容量及能量密度。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种富锂正极复合材料、正极极片及电池，能够显著提高材料的初始充、放电比容量及首效，显著提升材料的长期循环容量保持率。

2、第一个方面，本申请实施例提供一种富锂正极复合材料，包括：活性材料，包括lifepo4和经nb、al掺杂后的锂镧锆氧；其中，掺杂后的锂镧锆氧的化学式为li7la3zr1.75nb0.25al0.15o12，nb、al掺杂后的锂镧锆氧占lifepo4的质量比为1wt％～1.5wt％。

3、在本申请的任意实施例中，掺杂后的锂镧锆氧的表面还包覆有碳层。

4、在本申请的任意实施例中，活性材料包括镍基富锂正极材料。

5、第二个方面，本申请实施例提供一种富锂正极复合材料的制备方法，包括：将含有lifepo4和经nb、al掺杂后的锂镧锆氧的物料在预设条件下进行混合，得到富锂正极复合材料。

6、在本申请的任意实施例中，掺杂后的锂镧锆氧的制备方法包括：前驱体的制备，将含有li源、la源、zr源、nb源、al源和分散剂的物料进行混合，得到前驱体；高温煅烧，将前驱体置于预设温度下进行两次煅烧处理，得到掺杂后的锂镧锆氧。

7、在本申请的任意实施例中，两次煅烧包括第一次煅烧和第二次煅烧；第一次煅烧的温度为700～850℃，保温时间为4～6h，升温速度为2～5℃/min，第二次煅烧的温度为900～1100℃，保温时间为6～8h，升温速度为2～5℃/min。

8、在本申请的任意实施例中，在两次煅烧之间还包括碳包覆过程。

9、第三个方面，本申请实施例提供了一种正极极片，正极极片包括正极集流体和位于正极集流体至少一个表面上的正极膜层，正极膜层包括活性材料、粘结剂和导电剂，其中：活性材料包括上述的富锂正极复合材料或上述制备方法所得的富锂正极复合材料，粘结剂包括卡拉胶。

10、在本申请的任意实施例中，卡拉胶包括λ-卡拉胶、k-卡拉胶，γ-卡拉胶、ν-卡拉胶和ξ-卡拉胶中的至少一种。

11、第四个方面，本申请实施例提供了一种正极极片的制备方法，将含有富锂正极复合材料、粘结剂、导电剂和溶剂的物料进行混合后，涂覆至正极集流体至少一个表面上，真空干燥得到正极极片；富锂正极复合材料、导电剂与粘结剂的质量比为96：1.5～2.5：1.5～2.5。

12、第五个方面，本申请实施例提供了一种电池，包括上述的正极极片或上述制备方法得到的正极极片。

13、本申请实施例的富锂正极复合材料、正极极片及电池，li7la3zr1.75nb0.25al0.15o12是一种良好的离子导体，在正极材料中可以显著提高离子传输能力，提高正极材料的动力学性能，能够通过lifepo4和li7la3zr1.75nb0.25al0.15o12的复配，提高电化学性能。

技术特征：

1.一种富锂正极复合材料，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的富锂正极复合材料，其特征在于，掺杂后的锂镧锆氧的表面还包覆有碳层。

3.根据权利要求1所述的富锂正极复合材料，其特征在于，所述活性材料包括镍基富锂正极材料。

4.一种富锂正极复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂后的锂镧锆氧的制备方法包括：

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，两次煅烧包括第一次煅烧和第二次煅烧；

7.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体和位于所述正极集流体至少一个表面上的正极膜层，所述正极膜层包括活性材料、粘结剂和导电剂，其中：

8.根据权利要求7所述的正极极片，其特征在于，所述卡拉胶包括λ-卡拉胶、k-卡拉胶，γ-卡拉胶、ν-卡拉胶和ξ-卡拉胶中的至少一种。

9.一种正极极片的制备方法，其特征在于，将含有富锂正极复合材料、粘结剂、导电剂和溶剂的物料进行混合后，涂覆至正极集流体至少一个表面上，真空干燥得到所述正极极片，

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求7-8中任一项所述的正极极片或权利要求9所述制备方法得到的正极极片。

技术总结本申请公开了一种富锂正极复合材料、正极极片及电池。一种富锂正极复合材料，活性材料，包括LiFePO4和经Nb、Al掺杂后的锂镧锆氧；其中，掺杂后的锂镧锆氧的化学式为Li7La3Zr1.75Nb0.25Al0.15O12，所述Nb、Al掺杂后的锂镧锆氧占所述LiFePO4的质量比为1wt％～1.5wt％。根据本申请实施例，能够显著提高材料的初始充、放电比容量及首效，显著提升材料的长期循环容量保持率。技术研发人员：吕宁,万远鑫,刘厅,冯泽,孙言受保护的技术使用者：深圳市德方纳米科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29