[发明专利]一种锂离子正极材料锂缺陷检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子正极材料锂缺陷检测方法。

背景技术

由于锂离子电池具有高能量、长寿命和高电压等优点，在便携式电子设备和电动汽车等众多领域显示了广阔的应用前景，并已经成为我国新能源产业发展的一个重要方向。目前，锂离子正极材料的合成主流路线为高温固相法，由于高温条件下锂源挥发等原因，导致正极材料出现锂空位现象，称之为锂缺陷，最终会影响材料的电化学性能。因此，对材料的锂缺陷进行简单、准确的检测评估至关重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种锂离子正极材料锂缺陷检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种锂离子正极材料锂缺陷检测方法，包括以下步骤：

（1）利用碘化物标准使用液绘制碘化物校准曲线；

（2）将锂离子正极材料样品分散于乙腈溶剂中，得到溶液A；

（3）将检测剂碘化锂溶液加入所述溶液A中，使碘化锂和锂离子正极材料的摩尔比为：0.01～2:1，在80℃下回流锂化反应1～10h，得到溶液B；

（4）将所述溶液B进行高速离心，并用有机溶剂超声洗涤，留取上清洗涤液；

（5）将所述上清洗涤液稀释进行碘离子分析，利用碘化物校准曲线，得出碘离子的物质的量，计算消耗的碘离子量，即得到锂离子正极材料锂缺陷状况及缺陷量。

作为优选，步骤（2）中所述的锂离子正极材料为：LiFePO₄、LiFePO₄/C、LiMFePO₄(M=ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅢB、ⅤB、ⅥB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ)、LiCoO₂、LiMCoO₂(M=ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅢB、ⅤB、ⅥB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ)、LiNiO₂、LiMnO₂、LiMn₂O₄、Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂(x＜1、y＜1、x+y＜1)、Li(Ni_xCo_yAl_1-x-y)O₂(x＜1、y＜1、x+y＜1)和上述材料的化合物包覆材料中的至少一种，包括多种材料形成的核壳结构、多层结构和混合结构；所述化合物为：Al₂O₃、Al(OH)₃、ZrO₂、TiO₂、SiO₂、MgO、ZnO、SnO₂。

作为优选，步骤（3）中所述的锂化反应机理为：

锂离子正极材料Li_1-x+LiI→锂离子正极材料Li+LiI₃

作为优选，步骤（4）中所述的有机溶剂为：甲苯、苯、乙醇、甲醇、乙醚、丙酮、乙腈、氯仿中的至少一种。

作为优选，正极材料锂缺陷量和缺陷率利用步骤（1）中所述碘化物校准曲线和步骤（5）中所述碘离子分析方法进行计算，公式如下：

锂缺陷量=n×(n₁-n₂)

其中，M为锂离子正极材料的分子量，m为锂离子正极材料的质量，n为步骤（5）上清洗涤液稀释倍数，n₁为步骤（3）所述的碘化锂的物质的量，n₂为步骤（5）所得到的碘离子的物质的量。

本发明的有益效果是：

可操作性强，既可检测锂缺陷又能修复锂缺陷，适合各种锂离子正极材料锂缺陷检测和正确评估。

具体实施方式

实施例1：

（1）利用碘化物标准使用液绘制碘化物校准曲线；

（2）将0.1580g理论缺锂1%（摩尔比）离子正极材料LiFePO₄分散于乙腈溶剂中；

（3）将检测剂碘化锂溶液加入步骤（2）溶液中，使碘化锂和锂离子正极材料的摩尔比为：0.01:1，在80℃下回流反应1h；

（4）将步骤（3）溶液进行高速离心，并用有机溶剂超声洗涤，留取上清洗涤液；

（5）将步骤（4）上清洗涤液稀释100倍进行碘离子分析，利用碘化物校准曲线，得出碘离子的物质的量，计算消耗的碘离子量，即得到锂离子正极材料锂缺陷状况及缺陷量，采用如下公式：