[發(fā)明專利]一種表面處理的正極材料、表面處理方法及鋰離子電池在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710533051.4 | 申請(qǐng)日： | 2017-07-03 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN107331857A | 公開（公告）日： | 2017-11-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 賽喜雅勒?qǐng)D;夏永高;劉兆平;王雪瑩 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 寧波富理電池材料科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/485 | 分類號(hào)： | H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/0525 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 表面 處理 正極 材料 方法 鋰離子電池 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種正極材料、其制備方法及鋰離子電池。
背景技術(shù)
隨著民眾環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，綠色出行成為人們的一種需求，而新能源汽車成為綠色出行最佳選擇的方式。新能源汽車的發(fā)展越來(lái)越快，而鋰離子電池可以比喻為新能源汽車的“心臟”，所以對(duì)于鋰離子電池的性能要求也越來(lái)越高。鋰離子電池正極材料是鋰離子電池的關(guān)鍵材料，目前科技人員研究的熱點(diǎn)是提高正極材料的首次庫(kù)倫效率和循環(huán)性能。
目前通常使用摻雜和包覆的方法提高鋰離子電池正極材料的性能，然而摻雜和包覆的方法容易在正極材料中引入過(guò)多的雜質(zhì)元素，從而導(dǎo)致正極材料性能變差。如公開號(hào)CN102916175B的中國(guó)專利公開了鋰離子電池正極材料尖晶石錳酸鋰及其制備方法，所述的制備方法對(duì)燒結(jié)樣進(jìn)行水洗處理，以降低錳酸鋰雜質(zhì)含量，減少細(xì)粉、微粉。但是這種方法消耗了大量的水資源，還產(chǎn)生了大量廢水，增加了生產(chǎn)成本、也不符合環(huán)保的要求。
非專利文獻(xiàn)J.Electrochem.Soc.153,A1186-A1192,(2006)提出了一種強(qiáng)酸處理富鋰錳基正極材料表面的方法，結(jié)果證明，強(qiáng)酸處理的化學(xué)活化法是一種提高首次效率的有效手段。但是在酸處理的過(guò)程中，材料表面結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重破壞，而且部分H質(zhì)子與Li例子發(fā)生交換，從而導(dǎo)致材料的循環(huán)性能大幅降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種表面處理的正極材料、表面處理方法及鋰離子電池，本發(fā)明中的正極材料具有較高的首次庫(kù)倫效率和循環(huán)性能。
本發(fā)明提供一種正極材料的表面處理方法，包括以下步驟：
將超臨界物質(zhì)與正極材料混合，進(jìn)行反應(yīng)，得到表面處理的正極材料；
所述超臨界物質(zhì)包括超臨界H2O、超臨界N2O；超臨界CO2、超臨界N2、超臨界氨、超臨界乙醇、超臨界乙烯、超臨界乙烷、超臨界丙烯、超臨界丙烷和超臨界正戊烷中的一種或幾種；
所述超臨界物質(zhì)與正極材料的摩爾比為(0.001～20):1。
優(yōu)選的，所述正極材料包括但不限于鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳錳酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、鎳錳鋁酸鋰、富鋰錳系正極材料、硅酸鐵鋰、硅酸錳鋰、硅酸鈷鋰、釩酸鋰、鈦酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸錳鋰和磷酸釩鋰中的一種或幾種。
優(yōu)選的，所述超臨界物質(zhì)包括超臨界H2O；超臨界CO2、超臨界N2和超臨界氨中的一種或幾種。
優(yōu)選的，所述超臨界物質(zhì)與正極材料的摩爾比為(0.001～5):1。
優(yōu)選的，所述正極材料在與超臨界物質(zhì)混合之前先進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。
優(yōu)選的，所述表面處理方法具體包括以下步驟：
將超臨界物質(zhì)、添加劑與正極材料混合，進(jìn)行反應(yīng)，得到表面處理的正極材料。
優(yōu)選的，所述添加劑包括空氣、氧氣、CO、H2O2、NO2、F2、Cl2、Br2、Na2O2、硝酸、硝酸銨、硝酸鈉、硝酸鉀、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、月桂醇硫酸鈉中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述添加劑和超臨界物質(zhì)的摩爾比為(0.001～0.5)：1。
優(yōu)選的，所述反應(yīng)的時(shí)間為0.05～48小時(shí)。
本發(fā)明提供一種表面處理的正極材料，按照上述制備方法制得。
本發(fā)明提供一種鋰離子電池，包括上文所述正極材料。
本發(fā)明提供了一種正極材料的制備方法，包括以下步驟：將超臨界物質(zhì)與正極材料混合，進(jìn)行反應(yīng)，得到表面處理的正極材料；所述超臨界物質(zhì)包括超臨界H2O、超臨界N2O；超臨界CO2、超臨界N2、超臨界氨、超臨界乙醇、超臨界乙烯、超臨界乙烷、超臨界丙烯、超臨界丙烷和超臨界正戊烷中的一種或幾種；所述超臨界物質(zhì)與正極材料的摩爾比為(0.001～20):1。
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