[发明专利]高镍三元正极材料的改性方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料的制备领域，尤其涉及一种高镍三元正极材料的改性方法。

背景技术

从2015年开始，由于原料钴价格的持续走高，导致用于锂离子电池的钴酸锂材料价格持续走高，在此背景下，锂离子电池生产厂家都在考虑寻找一种持续、可靠的能替代钴酸锂的电池正极材料，因此高镍三元正极材料市场需求量成爆发性增长。

高镍三元正极材料具有容量高、循环好、对环境相对友好等特点，在站稳市场以后，各生产厂家也在通过各类研发希望使材料性能得到进一步的改进，以使其获得长久的生命力。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种高镍三元正极材料的改性方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高镍三元正极材料的改性方法，通过对高镍三元正极材料的表面进行包覆，来修复材料在安全和高温循环方面的缺陷。

本发明提出的一种高镍三元正极材料的改性方法，包括以下步骤：

S1.取锰酸锂微粒100g，加入140g去离子水和60g无水乙醚，以800r/min搅拌1小时，常温静置24小时，取出上层乙醚-锰酸锂悬浮液，110℃烘干，研磨，过200目筛得到处理后的锰酸锂；

S2.将所述步骤S1中处理后的锰酸锂用无水乙醇洗涤，烘干备用；

S3.取氢氧化铝和所述步骤S2得到的锰酸锂在无水乙醇中分散，得到悬浮液，将悬浮液烘干后，于700℃烧结10小时，得到氧化铝包覆的锰酸锂材料；

S4.取高镍三元正极材料和所述步骤S3得到的氧化铝包覆的锰酸锂材料在无水乙醇中分散，得到悬浮液，然后除去悬浮液中的无水乙醇；

S5.将所述步骤S4中除去无水乙醇的混合物于750℃煅烧10小时，冷却至室温，研磨得到锰酸锂和氧化铝包覆的高镍三元正极材料。

进一步的，所述步骤S1中，处理前的锰酸锂微粒的粒度为200～500nm。

进一步的，所述步骤S3中，氢氧化铝的粒度为20～40nm。

进一步的，所述步骤S3中，氢氧化铝的质量是锰酸锂质量的1～3％，悬浮液的固含量为60％。

进一步的，所述步骤S3中，悬浮液的制备包括以下步骤：取锰酸锂，加入氢氧化铝，加入无水乙醇，500r/min分散10分钟，继续加入无水乙醇和锰酸锂，1000r/min分散30分钟，得到悬浮液。

进一步的，所述步骤S4中，氧化铝包覆的锰酸锂材料的质量是高镍三元正极材料质量的2％，悬浮液的固含量为65％。

进一步的，所述步骤S4中，悬浮液的制备包括以下步骤：取高镍三元材料，加入氧化铝包覆的锰酸锂材料，加入无水乙醇，500r/min分散5分钟，继续加入无水乙醇和高镍三元材料，1000r/min搅拌30分钟，得到悬浮液。

进一步的，所述步骤S4中，除去悬浮液中的无水乙醇包括以下步骤：在300r/min的搅拌速度下，在80-90℃水浴加热6小时。

进一步的，所述步骤S2中，处理后的锰酸锂和无水乙醇的质量比为1:1。

进一步的，所述步骤S4中，所述高镍三元正极材料的化学式为LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂，其中，(1-x-y)≥0.5，x＞0，y＞0。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：以氧化铝包覆的锰酸锂材料作为高镍三元正极材料的包覆物，该包覆能有效修复三元正极材料的表面，降低其比表面积，有助于提高抗电解液腐蚀的性能；锰酸锂能够改善高镍三元正极材料的安全性能；阳离子铝的导入能有效改善材料的循环、倍率性能。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是实施例1中步骤S2得到的锰酸锂的粒度分布图；

图2是实施例1中步骤S1未处理的锰酸锂的粒度分布图；

图3是实施例1中步骤S5包覆后的高镍三元正极材料的粒度分布图；

图4是实施例1中步骤S4未包覆的高镍三元正极材料的粒度分布图；

图5是实施例1中步骤S5中包覆后的高镍三元正极材料的容量衰减图；

图6是实施例1中步骤S4中未包覆的高镍三元正极材料的容量衰减图。

具体实施方式