[發(fā)明專利]一種降低鋰離子電池三元正極材料pH值的簡便方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510366007.X
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN105161717B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳曉;李廷峰;呂金釗;趙成龍;王瑛
• 申請（專利權(quán)）人: 山東玉皇新能源科技有限公司;山東玉皇化工有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;C01G53/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所37218
• 代理人: 張貴賓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種降低鋰離子電池三元正極材料pH值的簡便方法。

背景技術(shù)

三元材料，尤其是高鎳三元材料在制備過程中常因Li源過量等原因引起產(chǎn)物pH值偏高，造成正極材料的電化學(xué)性能及加工性能的惡化。針對這一問題，松下在專利“CN102047473A”中提出采用含有鹵化氫，含氟鋰鹽以及碳酸亞丙酯等非質(zhì)子性溶劑組成的洗凈劑來洗凈鋰離子電池用正極，同時在正極活性物質(zhì)的表面附著鹵化鋰。貝特瑞在專利“CN103337614A”中提出采用有機酸（優(yōu)選羧酸）與醇（優(yōu)選C_1-6醇）混合溶液洗滌鋰離子電池正極材料，該方法能有效降低正極材料的pH值并提高材料的加工性能，但是離心后所得改性正極材料需用醇進(jìn)行多次洗滌（優(yōu)選3~5次），造成了正極材料的額外損耗。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補以上不足，本發(fā)明提供了一種可有效降低正極材料pH值同時可減少洗滌次數(shù)且成本低的降低鋰離子電池三元正極材料pH值的簡便方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種降低鋰離子電池三元正極材料pH值的簡便方法，步驟如下：

1）將抗壞血酸溶于有機溶劑，形成均一溶液；其中有機溶劑為沸點≤100℃的醇或酯，抗壞血酸的濃度≤0.8s，其中，s為抗壞血酸在相應(yīng)有機溶劑中的溶解度；

2）向所述均一溶液中加入鋰離子正極材料，形成懸濁液，在10-60℃下持續(xù)攪拌反應(yīng)2-10 h；

3）固液分離，洗滌所得固體1-2次，干燥。

其中步驟1）中通過攪拌、超聲波等方式將抗壞血酸溶于有機溶劑形成均一溶液。抗壞血酸溶解于有機溶劑形成均一溶液的目的在于防止反應(yīng)體系中抗壞血酸局部濃度過高，影響處理效果。

作為優(yōu)選，步驟1）中的有機溶劑為乙醇、甲醇、乙酸乙酯中的至少一種。

作為優(yōu)選，步驟2）中，抗壞血酸的濃度為鋰離子正極材料懸濁液濃度的0.001-0.015倍。當(dāng)抗壞血酸的濃度低于上述范圍時，正極材料表面氫氧化鋰及碳酸鋰未充分參與反應(yīng)，而當(dāng)抗壞血酸的濃度高于上述范圍時，一方面會造成成本的升高，另一方面可能會引起正極材料結(jié)構(gòu)的破壞；

作為優(yōu)選，步驟2）中的反應(yīng)溫度為20-40℃，反應(yīng)時間為3-6 h。

優(yōu)選的，所述鋰離子正極材料的分子式為LiNi_1-x-yCo_xM_yO₂，0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，M為金屬元素Mn，Al中的一種。

優(yōu)選的，步驟3）中，通過離心實現(xiàn)固液分離。

優(yōu)選的，步驟3）中，使用甲醇、乙醇對固體進(jìn)行洗滌。

優(yōu)選的，步驟3）中，所述干燥分兩步完成，首先在75-85℃下干燥6-8 h，然后在真空干燥箱120℃干燥10-12 h。

本發(fā)明的有益效果為：

1）選用抗壞血酸對正極材料進(jìn)行表面處理時，抗壞血酸的濃度為鋰離子正極材料懸濁液濃度的0.001-0.015倍，抗壞血酸使用量少，可降低處理成本。

2）少量未反應(yīng)的抗壞血酸分子可參與電池活化過程中SEI膜的形成，因而可減少經(jīng)表面處理后所得正極材料的洗滌操作。

3）經(jīng)處理后的正極材料作為鋰電池正極時，可改善放電倍率性能，電池首周放電容量以及首周充放電效率均有提高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

附圖1為本發(fā)明實施例1所得固體的SEM圖。

附圖2為本發(fā)明實施例1及對比例所得固體的XRD圖。

附圖3本發(fā)明實施例1~5及對比例的倍率放電曲線圖。

具體實施方式

實施例1

抗壞血酸濃度A與鋰離子正極材料懸濁液濃度B比值為0.0106，20℃條件下反應(yīng)4h對LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂材料進(jìn)行表面處理：

1）稱取0.053g抗壞血酸通過攪拌溶解于500ml乙醇中，形成均一穩(wěn)定溶液；