[發(fā)明專利]高鎳三元正極材料的改性方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710544839.5 | 申請日： | 2017-07-06 |
| 公開（公告）號： | CN107346823A | 公開（公告）日： | 2017-11-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 趙春陽;錢飛鵬;馬巖華;李佳軍 | 申請（專利權(quán)）人： | 無錫晶石新型能源有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)32257 | 代理人： | 秦昌輝 |
| 地址： | 214000 江蘇省*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 三元 正極 材料 改性 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋰離子電池正極材料的制備領(lǐng)域，尤其涉及一種高鎳三元正極材料的改性方法。
背景技術(shù)
從2015年開始，由于原料鈷價格的持續(xù)走高，導(dǎo)致用于鋰離子電池的鈷酸鋰材料價格持續(xù)走高，在此背景下，鋰離子電池生產(chǎn)廠家都在考慮尋找一種持續(xù)、可靠的能替代鈷酸鋰的電池正極材料，因此高鎳三元正極材料市場需求量成爆發(fā)性增長。
高鎳三元正極材料具有容量高、循環(huán)好、對環(huán)境相對友好等特點(diǎn)，在站穩(wěn)市場以后，各生產(chǎn)廠家也在通過各類研發(fā)希望使材料性能得到進(jìn)一步的改進(jìn)，以使其獲得長久的生命力。
有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種高鎳三元正極材料的改性方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種高鎳三元正極材料的改性方法，通過對高鎳三元正極材料的表面進(jìn)行包覆，來修復(fù)材料在安全和高溫循環(huán)方面的缺陷。
本發(fā)明提出的一種高鎳三元正極材料的改性方法，包括以下步驟：
S1.取錳酸鋰微粒100g，加入140g去離子水和60g無水乙醚，以800r/min攪拌1小時，常溫靜置24小時，取出上層乙醚-錳酸鋰懸浮液，110℃烘干，研磨，過200目篩得到處理后的錳酸鋰；
S2.將所述步驟S1中處理后的錳酸鋰用無水乙醇洗滌，烘干備用；
S3.取氫氧化鋁和所述步驟S2得到的錳酸鋰在無水乙醇中分散，得到懸浮液，將懸浮液烘干后，于700℃燒結(jié)10小時，得到氧化鋁包覆的錳酸鋰材料；
S4.取高鎳三元正極材料和所述步驟S3得到的氧化鋁包覆的錳酸鋰材料在無水乙醇中分散，得到懸浮液，然后除去懸浮液中的無水乙醇；
S5.將所述步驟S4中除去無水乙醇的混合物于750℃煅燒10小時，冷卻至室溫，研磨得到錳酸鋰和氧化鋁包覆的高鎳三元正極材料。
進(jìn)一步的，所述步驟S1中，處理前的錳酸鋰微粒的粒度為200～500nm。
進(jìn)一步的，所述步驟S3中，氫氧化鋁的粒度為20～40nm。
進(jìn)一步的，所述步驟S3中，氫氧化鋁的質(zhì)量是錳酸鋰質(zhì)量的1～3％，懸浮液的固含量為60％。
進(jìn)一步的，所述步驟S3中，懸浮液的制備包括以下步驟：取錳酸鋰，加入氫氧化鋁，加入無水乙醇，500r/min分散10分鐘，繼續(xù)加入無水乙醇和錳酸鋰，1000r/min分散30分鐘，得到懸浮液。
進(jìn)一步的，所述步驟S4中，氧化鋁包覆的錳酸鋰材料的質(zhì)量是高鎳三元正極材料質(zhì)量的2％，懸浮液的固含量為65％。
進(jìn)一步的，所述步驟S4中，懸浮液的制備包括以下步驟：取高鎳三元材料，加入氧化鋁包覆的錳酸鋰材料，加入無水乙醇，500r/min分散5分鐘，繼續(xù)加入無水乙醇和高鎳三元材料，1000r/min攪拌30分鐘，得到懸浮液。
進(jìn)一步的，所述步驟S4中，除去懸浮液中的無水乙醇包括以下步驟：在300r/min的攪拌速度下，在80-90℃水浴加熱6小時。
進(jìn)一步的，所述步驟S2中，處理后的錳酸鋰和無水乙醇的質(zhì)量比為1:1。
進(jìn)一步的，所述步驟S4中，所述高鎳三元正極材料的化學(xué)式為LiNi1-x-yCoxMnyO2，其中，(1-x-y)≥0.5，x＞0，y＞0。
借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：以氧化鋁包覆的錳酸鋰材料作為高鎳三元正極材料的包覆物，該包覆能有效修復(fù)三元正極材料的表面，降低其比表面積，有助于提高抗電解液腐蝕的性能；錳酸鋰能夠改善高鎳三元正極材料的安全性能；陽離子鋁的導(dǎo)入能有效改善材料的循環(huán)、倍率性能。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
附圖說明
圖1是實(shí)施例1中步驟S2得到的錳酸鋰的粒度分布圖；
圖2是實(shí)施例1中步驟S1未處理的錳酸鋰的粒度分布圖；
圖3是實(shí)施例1中步驟S5包覆后的高鎳三元正極材料的粒度分布圖；
圖4是實(shí)施例1中步驟S4未包覆的高鎳三元正極材料的粒度分布圖；
圖5是實(shí)施例1中步驟S5中包覆后的高鎳三元正極材料的容量衰減圖；
圖6是實(shí)施例1中步驟S4中未包覆的高鎳三元正極材料的容量衰減圖。
具體實(shí)施方式
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