【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及新能源材料，具體是一種補鋰材料及其制備方法。
技術介紹
1、鋰離子電池在首次充電時，會在負極表面生成固體電解液相界面膜(sei膜)，消耗大量活性鋰，影響電池容量。目前通過補鋰技術可以補償活性鋰的損失，減少或抵消sei膜造成的不可逆鋰損失。補鋰技術包括正極補鋰和負極補鋰兩種思路。負極補鋰包括鋰粉補鋰和鋰箔補鋰等，由于采用的鋰源比較活潑，通常需要特殊的設備，并且在嚴苛的制作環境中進行生產。正極補鋰包括正極過鋰化，正極預嵌鋰材料和犧牲鋰鹽等。正極過鋰化制備工藝復雜，生產成本高；預鋰化材料在補充鋰源時同時會引入非活性物質。犧牲鋰鹽具備在補充鋰源的同時不會引入影響化學體系的雜質，是非常好的補鋰材料選擇。
2、犧牲鋰鹽類材料包括草酸鋰，方酸鋰和氮化鋰等。草酸鋰的分解電位較高，氮化鋰在環境中穩定性較差，較這兩者而言，方酸鋰是比較合適的選擇，它的分解電位較低，而且在環境中比較穩定，其比容量能達到~425mah/g。但是，方酸鋰的導電性和離子遷移率很低，電化學活性較差，這些不足之處極大地限制了方酸鋰的產業化應用。
3、因此，開發電化學活性更好的方酸鋰材料，并通過簡單高效的方法合成，是推動方酸鋰材料產業化亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術主要解決的技術問題是方酸鋰材料電化學活性低且無高效簡單的合成方法。本專利技術提供了一種方酸鋰材料及其制備方法。所述的制備方法為噴霧干燥方法，工藝簡單高效，而且可以獲得電化學活性高的方酸鋰材料，應用于鋰電池，可以有效提升
2、本專利技術采用如下技術方案：在提供的制備方法中，首先將方酸和鋰源在溶劑中混合，或者將方酸、鋰源及復合材料在溶劑中混合，隨后將混合溶液進行噴霧干燥，得到方酸鋰材料。
3、優選地，所述鋰源包括氧化鋰，碳酸鋰，氫氧化鋰，碳酸氫鋰等鋰鹽中的一種或多種組合。
4、優選地，所述溶劑包括水，乙醇等揮發性溶劑中的一種或多種組合。
5、優選地，所述復合材料包括導電劑或者是催化劑的一種或多種組合。
6、優選地，所述導電劑包括炭黑，碳納米管，石墨烯等導電劑的一種或多種組合。
7、優選地，所述方酸與鋰源中鋰的摩爾比是1:1.8-2.2。
8、優點及有益效果：本專利技術中，噴霧干燥是非常高效簡單的合成方法，生產效率很高。且通過噴霧干燥法得到的一次顆粒納米級，二次顆粒微米級的方酸鋰活性材料。通過添加導電劑或催化劑等復合材料，能夠有效提升方酸鋰的電化學活性。該材料在在2.0-4.4v,按照0.05c進行充放電條件下，方酸鋰材料的比容量達到425mah/g。通過將該方酸鋰材料作為補鋰添加劑，使磷酸鐵鋰材料的克容量發揮有明顯提升，能夠有效提升鋰電池的容量。
9、具體實施案例
10、實施例1
11、將方酸與氫氧化鋰按照摩爾比1:2溶解于水中，同時按方酸鋰重量0.5%的碳納米管水溶液進行混合形成均勻水溶液，將該溶液進行噴霧干燥，得到1-2um的方酸鋰復合材料顆粒。該材料克容量達到423mah/g。將該材料添加3%至磷酸鐵鋰電池中，可以將磷酸鐵鋰的克容量從144mah/g提升至153mah/g。
12、實施例2
13、將方酸與碳酸氫鋰按照摩爾比1:2溶解于水中，同時按方酸鋰重量0.3%的碳納米管水溶液進行混合形成均勻水溶液，將該溶液進行噴霧干燥，得到1-2um的方酸鋰復合材料顆粒。該材料克容量達到425mah/g。將該材料添加5%至磷酸鐵鋰電池中，可以將磷酸鐵鋰的克容量從144mah/g提升至158mah/g。
14、實施例3
15、將方酸與氧化鋰按照摩爾比1:1溶解于水中，同時按方酸鋰重量0.5%的碳納米管水溶液進行混合形成均勻水溶液，將該溶液進行噴霧干燥，得到1-2um的方酸鋰復合材料顆粒。該材料克容量達到423mah/g。將該材料添加5%至磷酸鐵鋰電池中，可以將磷酸鐵鋰的克容量從144mah/g提升至158mah/g。
16、實施例4
17、將方酸與碳酸鋰按照摩爾比1:1溶解于水中，同時按方酸鋰重量0.3%的碳納米管水溶液進行混合形成均勻水溶液，將該溶液進行噴霧干燥，得到1-2um的方酸鋰復合材料顆粒。該材料克容量達到425mah/g。將該材料添加3%至磷酸鐵鋰電池中，可以將磷酸鐵鋰的克容量從144mah/g提升至153mah/g。
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1.一種補鋰材料及其制備方法，其特征在于，所述的補鋰材料是方酸鋰或含方酸鋰的復合材料；所述制備方法是：將方酸和鋰源在溶劑中混合，或者將方酸、鋰源及復合材料在溶劑中混合，將混合溶液進行噴霧干燥，得到方酸鋰材料。
2.根據權利要求1所述的鋰源，其特征在于，是氧化鋰，碳酸鋰，氫氧化鋰，碳酸氫鋰等鋰鹽中的一種或多種組合。
3.根據權利要求1所述的溶劑，其特征在于，是水，乙醇等揮發性溶劑中的一種或多種組合。
4.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于，是導電劑或者是催化劑的一種或多種組合。
5.根據權利要求4所述的導電劑，其特征在于，是炭黑，碳納米管，石墨烯等導電劑的一種或多種組合。
6.根據權利要求1所述的方酸和鋰源的混合，其特征在于，方酸與鋰源中鋰的摩爾比是1:1.8-2.2。
【技術特征摘要】
1.一種補鋰材料及其制備方法，其特征在于，所述的補鋰材料是方酸鋰或含方酸鋰的復合材料；所述制備方法是：將方酸和鋰源在溶劑中混合，或者將方酸、鋰源及復合材料在溶劑中混合，將混合溶液進行噴霧干燥，得到方酸鋰材料。
2.根據權利要求1所述的鋰源，其特征在于，是氧化鋰，碳酸鋰，氫氧化鋰，碳酸氫鋰等鋰鹽中的一種或多種組合。
3.根據權利要求1所述的溶劑，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇凱，
申請(專利權)人：北京度格科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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