[發(fā)明專利]一種降低鋰離子電池層狀正極材料表面殘堿的方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810371980.4 | 申請(qǐng)日： | 2018-04-24 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108807969A | 公開（公告）日： | 2018-11-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳龍;李道聰;夏昕 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/505 | 分類號(hào)： | H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 合肥市長遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34119 | 代理人： | 段曉微 |
| 地址： | 230000 安*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 殘堿 層狀正極材料 鋰離子電池 潮濕物料 粉體 納米氧化物 材料加工 快速去除 燒結(jié)處理 物料表面 乙醇混合 正極材料 鎳鈷錳 烘干 抽濾 醇洗 減小 清洗 | ||
本發(fā)明公開了一種降低鋰離子電池層狀正極材料表面殘堿的方法，包括以下步驟：S1、將純水加入鎳鈷錳層狀正極材料中，攪拌清洗，得到潮濕物料；S2、將潮濕物料與乙醇混合后攪拌，抽濾，烘干，得到粉體；S3、將粉體與納米氧化物混合，然后進(jìn)行燒結(jié)處理。本發(fā)明提出的一種降低鋰離子電池層狀正極材料表面殘堿的方法，通過水洗降低表面殘堿，再通過醇洗快速去除物料表面的水分，經(jīng)處理得到的正極材料殘堿含量低，pH值減小，有利于材料加工性能的提高。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種降低鋰離子電池層狀正極材料表面殘堿的方法。
背景技術(shù)
層狀正極材料Li(NixCoyMnzM1-x-y-z)O2(0.6<x<1，0<y<0.2，0≤z<0.2))由于其理論容量高(275mAh/g)的特點(diǎn)而成為鋰離子高比能電芯體系開發(fā)的關(guān)鍵主材之一。在層狀材料中，Ni2+是貢獻(xiàn)容量的主要成分，但隨著Ni2+含量的增加，會(huì)導(dǎo)致燒結(jié)過程中鋰鎳混排嚴(yán)重，影響充放電過程中鋰離子脫嵌的庫倫效率，為此通常采用高純氧的氣氛下燒結(jié)，控制Ni2+與Ni3+的轉(zhuǎn)化；其次是鎳含量高的材料表面殘堿較高，表面結(jié)構(gòu)在鋰離子反復(fù)脫嵌過程中結(jié)構(gòu)遭到破壞，并與電解液反應(yīng)，導(dǎo)致循環(huán)性能差。解決此類問題的主要思路則是通過材料體相摻雜穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和表面改性穩(wěn)定界面。水洗和包覆是一種能降低表面殘堿并穩(wěn)定材料表面結(jié)構(gòu)的有效方式。公開號(hào)為CN 104518214A的專利中對(duì)富鋰材料采用的水洗工藝為混合原料工藝，無法達(dá)到降低pH的結(jié)果；公開號(hào)為CN 107394160A專利中采用水洗工藝后需要采用硼元素二次高溫?zé)Y(jié)進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且材料pH值會(huì)返增。對(duì)于Ni含量更高的層狀正極材料Li(NixCoyMnzM1-x-y-z)O2(0.6<x<1，0<y<0.2，0≤z<0.2))，其對(duì)水分敏感，烘干過程由于時(shí)間過長，導(dǎo)致物料與水接觸時(shí)間長，導(dǎo)致表面的晶格鋰缺失，造成水洗后材料的結(jié)構(gòu)惡化，性能衰減嚴(yán)重，因此會(huì)對(duì)烘干設(shè)備提出了更高的要求，且水洗后需要復(fù)燒，但如果二燒溫度過高會(huì)導(dǎo)致pH值返增，從而影響鋰離子電池性能。
發(fā)明內(nèi)容
基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種降低鋰離子電池層狀正極材料表面殘堿的方法，通過水洗降低表面殘堿，再通過醇洗快速去除物料表面的水分，經(jīng)處理得到的正極材料殘堿含量低，pH值減小，有利于材料加工性能的提高。
本發(fā)明提出的一種降低鋰離子電池層狀正極材料表面殘堿的方法，包括以下步驟：
S1、將純水加入鎳鈷錳層狀正極材料中，攪拌清洗，得到潮濕物料；
S2、將潮濕物料與乙醇混合后攪拌，抽濾，烘干，得到粉體；
S3、將粉體與納米氧化物混合，然后進(jìn)行燒結(jié)處理。
優(yōu)選地，S1中，按重量份將1-3份55-65℃純水加入0.5-1.5份鎳鈷錳層狀正極材料中，攪拌清洗3-5min，抽濾，得到潮濕物料。
優(yōu)選地，S1中，鎳鈷錳層狀正極材料化學(xué)式為Li(NiaCobMnc)O2，其中，0.8≤a≤0.9，0.06≤b≤0.1，且a+b+c＝1。
優(yōu)選地，S1中，鎳鈷錳層狀正極材料按以下工藝進(jìn)行制備：將鎳鈷錳氫氧化物和單水氫氧化鋰按Li:(Ni+Co+Mn)摩爾比為1.03-1.09:1混合均勻，在純氧氣氛中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為730-790℃，燒結(jié)時(shí)間12-20h，得到鎳鈷錳層狀正極材料。
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