[发明专利]一种氟化钙包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种氟化钙包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法。

背景技术

锂离子电池是新一代的绿色高能电池，具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应等突出优点，因此深受人们的欢迎。在锂离子电池中，正极材料是最重要的部分，目前，研究最多的正极材料是钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂和镍钴锰酸锂，由于镍钴锰酸锂具有比容量高，放电倍率佳，循环性能优异，安全性好，成本低，且价格相对较低等优点，因此备受青睐。但是镍钴锰酸锂正极材料在充放电过程中，电解液会溶解正极材料中的过渡金属，导致电池循环性能差，电化学性能不稳定，因此亟待解决此问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种氟化钙包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，其维持了镍钴锰酸锂正极材料自身较高的初始容量，抑制镍钴锰酸锂正极材料中过渡金属在充放电循环过程中在电解质中的溶解，改善镍钴锰酸锂正极材料的容量保持率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种氟化钙包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，包括如下步骤：

a）将镍钴锰酸锂正极材料溶于去离子水中，分散3～4小时；

b）将所述步骤a中分散后的镍钴锰酸锂正极材料中加入硝酸钙溶液，随后加入氟化铵溶液，所述硝酸钙溶液与所述氟化铵溶液的物质的量比为1:2，反应生成氟化钙；

c）将所述步骤b中得到悬浮液在温度75～85℃下恒温搅拌2～4小时，待悬浮液蒸干，在温度120℃条件下恒温干燥12小时；

d）将所述步骤c中干燥后的物质置于马弗炉内进行焙烧热处理，在炉内自然冷却，即得氟化钙包覆镍钴锰酸锂正极材料。

优选地，所述步骤b中氟化钙与所述镍钴锰酸锂正极材料的质量比为0.01～0.1:1。

优选地，所述步骤b中所述氟化钙与所述镍钴锰酸锂正极材料的质量比为0.01～0.05:1。

优选地，所述步骤b中所述氟化钙与所述镍钴锰酸锂正极材料的质量比为0.05:1。

优选地，所述马弗炉焙烧热处理的条件为温度650℃，保温6小时。

优选地，所述步骤a中分散包括超声波分散0.5～1小时，再磁力搅拌3小时。

优选地，所述镍钴锰酸锂正极材料中镍:钴:锰的物质的量比为1:1:1。

本发明产生的有益效果是：本发明采用氟化钙包覆镍钴锰酸锂正极材料，其维持了镍钴锰酸锂正极材料自身较高的初始容量，抑制镍钴锰酸锂正极材料中过渡金属在充放电循环过程中在电解质中的溶解，改善镍钴锰酸锂正极材料的容量保持率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种氟化钙包覆镍钴锰酸锂正极材料方法的一个实施例工艺流程示意图；

图2为本发明对比例2中未进行氟化钙包覆的镍钴锰酸锂正极材料、实施例1、实施例3和实施例5制得正极材料包覆LiMn_1/3Co_1/3Ni_1/3O₂样品XRD图；

图3为本发明对比例3中20μm放大倍率下未进行氟化钙包覆的LiMn_1/3Co_1/3Ni_1/3O₂的ESEM电镜照片；

图4为本发明对比例3中5μm放大倍率下未进行氟化钙包覆的LiMn_1/3Co_1/3Ni_1/3O₂的ESEM电镜照片；

图5为本发明对比例3中20μm放大倍率下氟化钙包覆量为5%时LiMn_1/3Co_1/3Ni_1/3O₂的ESEM电镜照片；

图6为本发明对比例3中5μm放大倍率下氟化钙包覆量为5%时LiMn_1/3Co_1/3Ni_1/3O₂的ESEM电镜照片；

图7为本发明对比例3中5%CaF₂包覆LiMn_1/3Co_1/3Ni_1/3O₂的EDAX能谱分析图；