[發明專利]一種改善高鎳正極材料循環性能的方法

有效

• 申請號: 201711175121.X
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107968194B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 蘇柏濤;吳建華;范江;馬真;萬國江
• 申請（專利權）人: 江門市科恒實業股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 丁佳佳

本發明公開了一種改善高鎳正極材料循環性能的方法，包括以下步驟：(1)使用飽和鋰鹽溶液對高鎳正極材料進行處理，其中所述飽和鋰鹽溶液添加有錳鹽添加劑；(2)處理結束后，進行固液分離并干燥、粉碎后，在氧氣氣氛下焙燒，得到高循環性能高鎳正極材料；經過本發明的方法處理過的高鎳正極材料Ni²⁺/Li⁺混排度明顯低于僅用去離子水洗處理，在2.75～4.3V的截止電壓、1C充放電制度下，表現出了穩定的循環性能，對于現有市場上的動鋰離子電池性能有較大的提升。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池正極材料技術領域，具體涉及一種改善高鎳正極材料的循環性能的表面改性處理方法。

背景技術

中國新能源汽車的飛速發展，帶來了動力鋰電池的旺盛需求。新能源汽車逐漸深入大眾生活之際，人們也更關心新能源汽車的續航能力。2016年年底的新能源汽車補貼政策中，首次將電池能量密度列入新能源車型的補貼考核。2017年新能源汽車補貼政策對于電動乘用車電池能量密度小于等于120WH/KG的，續航越長補貼越多，當能量密度大于120WH/KG時，能量密度越高，補貼越多。而高鎳正極材料的高鎳低鈷化在提升電池能量密度、降低材料成本等方面具有明顯優勢。因此，高鎳正極材料被認為最有前途的正極材料之一。

高鎳正極材料LiNi_xM_1-xO₂(x≥0.6，M為Co，Mn，Al，Mg等中一種或幾種)具有放電比容量高、成本低和環境污染小等優點。但是由于其表面殘堿量較多導致存儲性能較差，容量損失嚴重，循環性能下降，在實際電池應用中脹氣問題嚴重等影響了材料的商業化。目前，通過對高鎳正極材料水洗是一種降低殘堿量的有效方法。中國專利CN 105810929A公開了一種采用去離子水水洗降低殘堿量的一種處理方法。該方法雖然能有效降低殘堿，但是，水洗會使高鎳正極材料中晶格里的鋰被洗出，而且，水洗后材料表面有較高的活性，在焙燒中，晶格里的鋰會往表面遷移致新的殘堿層出現，導致整體上改善高鎳正極材料循環性能效果還有點欠佳。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種改善高鎳正極材料循環性能的方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種改善高鎳正極材料循環性能的方法，包括以下步驟：

(1)使用飽和鋰鹽溶液對高鎳正極材料進行處理，其中所述飽和鋰鹽溶液添加有錳鹽添加劑；

(2)處理結束后，進行固液分離并干燥、粉碎后，在氧氣氣氛下焙燒，得到高循環性能高鎳正極材料。

優選地，所述高鎳正極材料的化學式為LiNi_xM_1-xO₂，其中，0.6≤x≤1.0，M選自Co、Mn、Al、Mg中的至少一種。

優選地，所述飽和鋰鹽溶液是通過以下方法制備得到：向30-60℃的恒溫溶劑中加入鋰鹽，至有鋰鹽析出并于5min不溶解，過濾，得到的濾液即為該溫度下的飽和鋰鹽溶液。

進一步優選地，所述溶劑為去離子水和乙醇中的至少一種。

優選地，所述飽和鋰鹽選自醋酸鋰、酒石酸鋰、葡糖糖酸鋰的至少一種。

優選地，所述錳鹽添加劑選自乙酸錳、碳酸錳和鈦酸錳中的至少一種。

優選地，在步驟(1)中，所述高鎳正極材料與飽和鋰鹽溶液的固液比為1:1～1:20。

優選地，在步驟(1)中，所述高鎳正極材料和錳鹽添加劑的質量比為1:0.003～1:0.010。

優選地，在步驟(1)中處理的溫度為30-60℃，時間為10～150min。

優選地，在步驟(2)中，焙燒的溫度在650-700℃，時間為4～15h。