提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法与制作流程

技术公开了一种提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,包括以下步骤:将镍钴锰层状正极材料和纳米氧化物混合后在气氛中烧结,得到表面预包覆的正极材料;将所述预包覆的正极材料加入水中搅拌清洗后,分离、烘干得到表面结构稳定的锂离子电池正极材料。本技术中利用纳米氧化物初步消耗物料表面游离锂,使其占据部分正极材料表面稳定表面,在经过水洗清洗材料表面剩余游离锂后低温烘干,从而防止晶格锂析出,防止材料pH 返增,可提高正极材料表面的湿度耐受性,提高加工性能,改
善正极材料循环稳定性。
权利要求书
1.一种提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,其特征在于,包括以下步骤:
视频显示器S1、将镍钴锰层状正极材料和纳米氧化物混合后在气氛中烧结,得到表面预包覆的正极材料;
S2、将所述预包覆的正极材料加入水中搅拌清洗后,分离、烘干得到表面结构稳定的锂离子电池正极材料。
2.如权利要求1所述的提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,其特征在于,步骤S1中,所述镍钴锰层状正极材料的化学通式为Li(NiaCobMnc)O2,其
中,0.8≤a≤0.95,0.03≤b≤0.1,且a+b+c=1,其是由镍钴锰氢氧化物、单水氢氧化锂和掺杂剂混合均匀后经一次烧结得到。
3.如权利要求2所述的提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,其特征在于,所述镍钴锰氢氧化物和单水氢氧化锂按照Li:(Ni+Co+Mn)的摩尔比为在1.03-1.09:1进行混合,所述掺杂剂的添加量为相对所述镍钴锰层状正极材料的0-5000ppm。
4.如权利要求2所述的提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,其特征在于,所述掺杂剂为元素M的氧化物,其中,所述元素M为B、Al、Ti、Zr中的至少一种。
5.如权利要求2所述的提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,其特征在于,所述一次烧结的氛围为纯氧,温度为730-790℃,时间为12-20h。
6.如权利要求1所述的提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,其特征在于,步骤S1中,所述纳米氧化物为氧化锆、氧化铝中的至少一种,所述纳米氧化物的总添加量为0.2-0.8wt%。
7.如权利要求1所述的提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,其特征在于,步骤S1中,所述气氛为纯氧,所述烧结的温度为500-700℃,时间为2-5h。
8.如权利要求1所述的提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,其特征在于,步骤S2中,所述水与所述表面预包覆的正极材料的质量比为(1.5-2):1,所述水的温度为40-60℃,搅拌清洗时间为3-5min。
9.如权利要求1所述的提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,其特征在于,步骤S2中,所述分离为抽滤或离心。
10.如权利要求1所述的提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,其特征在于,步骤S2中,所
述烘干的温度为100-200℃,时间为2-5h。
技术说明书
一种提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法
技术领域
本技术属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法。
背景技术
镍钴锰基层状正极材料Li(NixCoyMnzM1-x-y-z)O2(0.8≤x<1,0<y≤0.1,0≤z≤0.1)由于其理论容量高(275mAh/g)的特点使得其锂离子动力电池高能量体系主要方案。但是随着镍含量增
高,材料表面的游离锂含量增加,导致材料残碱度较高,表面结构在锂离子反复脱嵌过程中结构遭到破坏,并与电解液反应,导致循环性能差。同时残料表面残碱会导致严重的胀气现象,严重影响了全电池的安全性能。
目前解决上述问题的主要思路是通过体相掺杂稳定晶格,且通过水洗降低表面残碱同时对材料表面进
行包覆来稳定界面。针对Ni含量>80mol%改善结构稳定性的专利中,公开号为CN104518214A的中国专利中对富锂材料采用的水洗工艺为混合原料工艺,无法达到降低pH 的结果。公开号为CN107394160A专利中采用水洗工艺后需要采用硼元素二次高温烧结进
行材料结构稳定。公开号为CN108807969A专利则通过加入乙醇洗涤步骤控制洗涤时间。公开号为CN108878863A专利通过洗涤后二次烧结补锂来填补洗涤后带来的表面晶格锂损失。公开号为CN108878819A专利则是通过水洗过程中直接加入纳米氧化物一步实现洗涤包覆。以上现有技术都可以实现降低表面游离锂含量,改善结构稳定性的目的,但是都涉及到水洗后二次烧结,而当二次烧结温度达到450℃以上时,必然导致晶格锂析出,出现pH值返增现象。对于Ni含量更高的层状正极材料Li(NixCoyMnzM1-x-y-
三排键z)O2(0.6<x<1,0<y<0.2,0≤z<0.2),对水分敏感,高pH值会导致材料在制成电池的过程中加
工性能变差,性能衰减严重。
技术内容
有鉴于此,本技术有必要提供一种提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,首先进行预包覆,然后再进行水洗,首先利用纳米氧化物初步消耗物料表面游离锂,使其占据部分正极材料表面稳
定表面,在经过水洗清洗材料表面剩余游离锂后低温烘干,从而防止晶格锂析出,防止材料pH返增,可提高正极材料表面的湿度耐受性,提高加工性能,改善正极材料循环稳定性。
为了实现上述目的,本技术采用以下技术方案:
一种提高锂离子电池正极材料表面结构稳定性的方法,包括以下步骤:
S1、将镍钴锰层状正极材料和纳米氧化物混合后在气氛中烧结,得到表面预包覆的正极材料;
S2、将所述预包覆的正极材料加入水中搅拌清洗后,分离、烘干得到表面结构稳定的锂离子电池正极材料。
进一步的,步骤S1中,所述镍钴锰层状正极材料的化学通式为Li(NiaCobMnc)O2,其
小型迷你封口机怎样封口中,0.8≤a≤0.95,0.03≤b≤0.1,且a+b+c=1,其是由镍钴锰氢氧化物、单水氢氧化锂和掺杂剂混合均匀后经一次烧结得到。
优选的,所述镍钴锰氢氧化物和单水氢氧化锂按照Li:(Ni+Co+Mn)的摩尔比为在1.03-1.09:1进行混合,所述掺杂剂的添加量为相对所述镍钴锰层状正极材料的0-5000ppm。
进一步的,所述掺杂剂为元素M的氧化物,其中,所述元素M为B、Al、Ti、Zr中的至少一种。
进一步的,所述一次烧结的氛围为纯氧,温度为730-790℃,时间为12-20h。
进一步的,步骤S1中,所述纳米氧化物为氧化锆、氧化铝中的至少一种,所述纳米氧化物的总添加量为0.2-0.8wt%。
进一步的,步骤S1中,所述气氛为纯氧,所述烧结的温度为500-700℃,时间为2-5h。
进一步的,步骤S2中,所述水与所述表面预包覆的正极材料的质量比为(1.5-2):1,所述水的温度为40-60℃,搅拌清洗时间为3-5min。
管式中空纤维膜进一步的,步骤S2中,所述分离为抽滤或离心。
进一步的,步骤S2中,所述烘干的温度为100-200℃,时间为2-5h。
卫星电视解码器与现有技术相比,本技术具有以下有益效果:
本技术采用预包覆和水洗两步,利用纳米氧化物对镍钴锰层状正极材料表面进行预包覆,初步消耗材料表面的游离锂,占据部分正极材料表面稳定表面,提升正极材料与下一步水洗的稳定性,然后再经过水洗进一步去除正极材料表面剩余的游离锂后,低温烘干,可有效防止晶格锂析出,降低材料表面pH,同时防止材料pH返增,有效提高正极材料表面的湿度耐受性,从而提高材料的加工性能,改善正极材料的循环稳定性。
附图说明
图1为实施例3中未经过包覆和水洗的正极材料扫描电镜图片;
玻璃干燥器图2为实施例3中经过预包覆和水洗处理后的正极材料的表面扫描电镜图片。
具体实施方式
为了便于理解本技术,下面将结合具体的实施例对本技术进行更全面的描述。但是,本技术可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方

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