(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111490965.X (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 万华化学 （四川） 有限公司 地址 620031 四川省眉山市东坡区象耳镇 金象化工产业园区管委会办公楼304 室 申请人 万华化学集团股份有限公司 (72)发明人 高桐　邵洪源　张洁　 (74)专利代理 机构 北京信诺创成知识产权代理 有限公司 1 1728 代理人 陈悦军　杨仁波 (51)Int.Cl. H01M 4/505(2010.01) H01M 4/525(2010.01) H01M 10/0525(2010.01)H01M 10/42(2006.01) (54)发明名称 一种锂离子电池正极补锂添加剂及包括其 的锂离子电池 (57)摘要 本发明涉及一种用于锂离子电池正极的补 锂添加剂、 包含 该补锂添加剂的锂离子电池正极 材料和包含 该正极材料的锂离子电池。 所述补锂 添加剂为Li3N/H3BO3/M纳米复合材料， 其中M为选 自Ni、 Co、 Fe、 Mn、 Cr、 Cu和Z n中的一种或 几种过渡 金属， 所述Li3N的含量占所述补锂添加剂总质量 的50％‑99.8％， 所述H3BO3的含量占所述补锂添 加剂总质量的0.1％ ‑40％， 以及所述过渡金属M 的含量占所述补锂添加剂总质量的0.1％ ‑40％。 所述补锂添加剂能够在首次充电时提供锂源， 补 偿形成SEI膜所消耗的锂， 提升首次库伦效率和 循环性能， 尤其适用于硅碳、 硅氧等首次库伦效 率低的负极材 料。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 114204009 A 2022.03.18 CN 114204009 A 1.一种用于锂离子电池正极的补锂添加剂， 所述补锂添加剂为Li3N/H3BO3/M纳米复合 材料， 其中M为选自Ni、 Co、 Fe、 Mn、 Cr、 Cu和Zn中的一种或几种过渡金属， 所述Li3N的含量占 所述补锂添加剂总质量的50％ ‑99.8％， 所述H3BO3的含量占所述补锂添加剂总质量的 0.1％‑40％， 以及所述过渡金属M的含量占所述补锂添加剂总质量的0.1％ ‑40％。 2.根据权利要求1所述的补锂添加剂， 其中， 所述过渡金属M为 Ni、 Co、 Mn、 Zn或F e。 3.根据权利要求1或2所述的补锂添加剂， 其中， 所述Li3N的含量占所述补锂添加剂总质量的70％ ‑90％。 4.根据权利要求1至 3中的任一项所述的补锂添加剂， 其中， 所述H3BO3的含量占所述补锂添加剂总质量的5％ ‑15％。 5.根据权利要求1至4中的任一项所述的补锂添加剂， 其中， 所述过渡金属M的含量占所述补锂添加剂总质量的5％ ‑15％。 6.根据权利要求1至 5中的任一项所述的补锂添加剂， 其中， 在制备所述Li3N/H3BO3/M纳米复合材料过程中， 原料Li3N、 H3BO3及过渡金属M的颗粒尺 寸均为纳米级。 7.一种锂离子电池正极材料， 其包括正极活性物质、 根据权利要求1至6中的任一项所 述的补锂添加剂、 导电剂和粘结剂， 其中所述补锂添加剂的用量占正极材料总质量的 0.1％‑10％。 8.根据权利要求7 所述的锂离 子电池正极材 料， 其中， 所述正极活性物质为选自镍钴锰三元正极材料、 镍钴铝三元正极材料、 镍钴锰铝正极 材料中的一种或几种； 所述导电剂为Super  P、 乙炔黑、 科琴黑、 导电石墨、 石墨烯中的一种或几种； 所述粘结剂为PVDF、 LA132、 LA13 3、 CMC、 SBR中的一种或几种。 9.一种锂离子电池， 其包括含有根据权利要求7或8所述的锂离子电池正极材料的正 极。 10.根据权利要求9所述的锂离子电池， 其中， 所述锂离子二次电池的负极材料选自石 墨、 硅碳、 硅氧、 锡合金中的一种或几种。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114204009 A 2一种锂离 子电池正极补锂添加剂及包 括其的锂离 子电池 技术领域 [0001]本发明涉及二次电池领域， 特别涉及锂离子电池正极材料， 更具体涉及一种正极 补锂添加剂以及包括该 添加剂的锂离 子电池。 背景技术 [0002]近年来， 随着移动式电子设备和电动汽车的快速发展， 对具有高比能量、 长循环寿 命的锂离 子电池的需求急剧增长， 然 而现有锂离 子电池的能量密度有 待进一步提高。 [0003]选用高比容量的负极材料是提高锂离子电池能量密度的一种重要方法， 因此具有 超高比容量的硅负极材料成为研究的热点。 与此同时， 硅负极首次库伦效率低的问题也引 起了关注。 事实上， 包括硅负极在内的大部 分负极都存在首次库伦效率较低的问题。 在电池 首次充放电过程中， 在负极的表面电解液会消耗部分Li+， 生成固体电解质界面膜(SEI)， 由 此造成了正极的锂损失， 并导 致首次库伦效率的降低， 影响电池的放电容 量。 [0004]通过预锂化技术对电极材料进行补锂， 弥补SEI膜造成的不可逆锂损耗， 可以提高 电池的首次库伦效率。 预锂化技术可以分为负极补锂和正极补锂， 负极补锂一般直接采用 锂箔、 锂粉进行补锂。 CN1830110A提出使用金属锂将负极预锂化来补偿锂离子的损耗。 CN102642024A提出采用聚合物包覆的金属锂对负极进行预锂化。 CN104538630A提出将金属 锂与络合剂反应对负极进行化学预锂化。 但是金属锂的使用带来了一定的安全问题， 并且 负极补锂技 术工艺繁琐， 环境要求高， 成本较高。 [0005]相比于负极补锂， 正极补锂一般是在正极调浆过程中加入少量正极补锂添加剂， 正极补锂无需改变原有的生产工艺， 成本较低。 此外， 由于避免了金属锂的直接使用， 安全 性和可靠 性较负极补锂有明显提高。 CN110518 297A提出了一种正极补锂添加剂Li5FeO4的制 备方法及其应用， 锂离子电池通过正极补锂后， 也可以提高其首次库伦效率及电池容量。 CN107863567A提出在L i2O粉末中掺杂 铜来改善L i2O的导电性并作为 正极补锂添加剂。 发明内容 [0006]针对现有技术的上述问题， 本发明的目的是提供一种新的锂离子电池正极补锂添 加剂及包括 其的锂离 子电池。 [0007]根据本发明的第一方面， 提供了一种用于锂离子电池正极的补锂添加剂， 该补锂 添加剂为Li3N/H3BO3/M纳米复合材料， 其中M为选自Ni、 Co、 Fe、 Mn、 Cr、 Cu和Zn中的一种或几 种过渡金属。 [0008]需要说明的是， Li3N能够在纳米过渡金属的催化作用下实现0.01V～4.5V之间的 电化学反应， 本发明的发明人发现当使用根据本发明所述的Li3N/H3BO3/M纳米复合材料可 以作为补锂添加剂使用时能够显著提高首次库伦效率和循环性能， 并且形成的致密的SEI 膜能显著改善电池的循环性能和安全性， Li3N是SEI膜中主要的物质， Li3N/H3BO3/M纳米复 合材料有助于形成离 子电导率高、 致密的SEI膜。 [0009]优选地， 所述过渡金属M为 Ni、 Co、 Mn、 Zn或F e。说　明　书 1/5 页 3 CN 114204009 A 3