[發(fā)明專(zhuān)利]一種一步低溫水洗包覆改性高鎳三元正極材料的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010697811.7
• 申請(qǐng)日: 2020-07-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111682190A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張偉;楊李娜;趙巖;熊家祥;哈鈞川;王海峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東友邦科思茂新材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 濟(jì)南誠(chéng)智商標(biāo)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 房一粟

本發(fā)明公開(kāi)了一種一步低溫水洗包覆改性高鎳三元正極材料的方法。本方法選用納米金屬氧化物、氟化物、磷酸鹽及固態(tài)電解質(zhì)的作為包覆料，將低溫水洗技術(shù)和包覆相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一步即可獲得改性高鎳三元正極材料，該方法簡(jiǎn)化工藝，適于大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種一步低溫水洗包覆改性高鎳三元正極材料的方法，屬于電池材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋰離子電池作為電動(dòng)汽車(chē)、插電混合動(dòng)力汽車(chē)中最有潛力的動(dòng)力電池體系，已迎來(lái)空前的發(fā)展機(jī)遇，與此同時(shí)，也對(duì)鋰離子電池的能量密度、安全性能、儲(chǔ)存性能等提出更為嚴(yán)苛的要求。

高鎳三元正極材料LiNixCoyM1-x-y O2(x≥0.80，M為Mn、Al元素中的至少一種)表現(xiàn)出比容量高、價(jià)格低廉、毒性小等特點(diǎn)，是最具潛力的正極材料體系。但是隨著鎳含量的升高，材料在混鋰燒結(jié)階段，表面的殘堿量升高，制作極片時(shí)易發(fā)生“果凍”現(xiàn)象，影響極片加工性能。同時(shí)，高鎳三元正極材料的殘余鋰會(huì)與電解液發(fā)生副反應(yīng)，在高溫條件下易出現(xiàn)產(chǎn)氣量大、電池鼓脹、爆炸等安全問(wèn)題。此外由于Li、Ni離子半徑相近，制備及使用過(guò)程中容易發(fā)生鋰鎳混排，使其晶體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷，進(jìn)而導(dǎo)致高鎳三元正極材料首次不可逆容量高，循環(huán)過(guò)程中面臨著容量衰減快、熱穩(wěn)定性差等問(wèn)題。

高鎳三元正極材料通常采用水洗的方法降低表面殘堿，水洗過(guò)程中會(huì)生成NiO類(lèi)巖鹽相，對(duì)材料結(jié)構(gòu)造成破壞，損害材料的電化學(xué)性能，后續(xù)會(huì)再經(jīng)干法或濕法包覆，在材料表面包覆一層涂層對(duì)材料表面缺陷進(jìn)行修飾，通過(guò)降低表面阻抗、減少電極副反應(yīng)改善材料的循環(huán)、熱穩(wěn)定性等電化學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種一步低溫水洗包覆改性高鎳三元正極材料的方法。本方法將低溫水洗和包覆相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一步即可獲得改性高鎳三元正極材料，該方法簡(jiǎn)化工藝，適于大規(guī)模生產(chǎn)。

一種一步低溫水洗包覆改性高鎳三元正極材料的方法，包括如下步驟：

1)將非水溶性包覆劑N加入去離子水中，溫度為4-6℃，攪拌混合均勻，得到含包覆劑N的混合溶液；

2)將高鎳三元正極基體材料加入1)獲得的混合溶液中，溶液溫度為4-6℃，攪拌5～30min，經(jīng)抽濾、壓濾或離心處理后，得到高鎳三元正極包覆物料；

3)將步驟2)獲得的得到高鎳三元正極包覆物料在馬弗爐中，在純氧氣氛中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)后經(jīng)研磨和過(guò)篩獲得改性高鎳三元正極材料；

所述的非水溶性包覆劑N為納米金屬氧化物、氟化物、磷酸鹽及固態(tài)電解質(zhì)中的一種。

進(jìn)一步的，步驟1)中所述包覆劑N和去離子水的質(zhì)量比為0.2-1:200。

進(jìn)一步的，上述納米金屬氧化物為Al₂O₃、ZrO₂、WO₃、MgO、ZnO、TiO₂、CeO、SiO₂中的一種或多種的組合物。

進(jìn)一步的，上述氟化物為L(zhǎng)iF、AlF₃中的一種。

進(jìn)一步的，上述磷酸鹽為Al(PO₃)₃、Li₃PO₄、SnPO₄、Co₃(PO₄)₂的一種。