[发明专利]一种微乳液辅助原位包覆锂离子电池正极材料的方法

说明书

本发明公开了一种微乳液辅助原位包覆锂离子电池正极材料的方法，包括将乳化剂、油相、水相混合在一起，制得油包水微乳液；将被包覆基体材料加入到所述油包水微乳液中，并进行搅拌，使水相在所述基体材料的表面浸润形成均匀水膜；在搅拌条件下将含有第一反应试剂的油液加入到所述油包水微乳液中，使所述第一反应试剂在所述基体材料的表面原位反应形成包覆层；使反应液静止，并进行过滤，然后对所得滤饼进行热处理，从而得到包覆改性的锂离子电池正极材料。本发明不仅包覆层均匀、无污水排出、不会产生二次污染，而且工艺简单、能耗低、生产效率高、适合规模化生产。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，尤其涉及一种微乳液辅助原位包覆锂离子电池正极材料的方法。

背景技术

随着科学技术的发展，锂离子电池越来越多地被应用到便携式电子设备、电动汽车等诸多领域中，这对锂离子电池的能量密度提出了很高的需求，因此锂离子电池正极材料成为当前的研究热点。5V尖晶石LiNi_0.5Mn_1.5O₄、高镍三元材料LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂、高镍三元材料LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂、富锂锰基正极材料xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(M＝Ni,Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3等)等锂离子电池正极材料普遍存在着电解液侵蚀、材料表面电解液催化氧化分解等问题，这导致了锂离子电池的充放电性能难以满足使用需求。

针对上述这些锂离子电池正极材料所存在的问题，目前主要采用离子掺杂、表面包覆、核壳或梯度材料制备等手段进行改性。其中，表面包覆可以避免电极材料与电解液直接接触，较好地抑制电解液侵蚀以及材料表面电解液催化氧化分解，从而能够显著改善离子电池正极材料的充放电性能。在现有技术中，表面包覆的主要方法有沉淀法(如Journalof Power Sources,2014,114(10):4710-4718)、原子层沉积法(如Journal of PowerSources,2011,196(6):3317-3324)、浸渍法(如Journal of Physical Chemistry C,2007,111(10):4061-4067)、溶胶凝胶法(如Ceramics International,2015,41(5A):6141-6692)等；沉淀法方便规模化实施，但难以均匀包覆，且会产生大量废液导致二次污染；原子层沉积法虽可实现超薄均匀包覆，但难以规模化应用；而浸渍法和溶胶凝胶法需要蒸发溶剂，耗能较大、生产效率较低。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种微乳液辅助原位包覆锂离子电池正极材料的方法，不仅包覆层均匀、无污水排出、不会产生二次污染，而且工艺简单、能耗低、生产效率高、适合规模化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种微乳液辅助原位包覆锂离子电池正极材料的方法，包括以下步骤：

步骤1、将表面活性剂、助表面活性剂、油相、水相混合在一起，制得油包水微乳液；其中，所述的油相为环己烷、正己烷、正庚烷中的至少一种；

步骤2、将被包覆基体材料加入到所述油包水微乳液中，并进行搅拌，使水相在所述基体材料的表面浸润形成均匀水膜；

步骤3、在搅拌条件下将含有第一反应试剂的油液加入到所述油包水微乳液中，使所述第一反应试剂在所述基体材料的表面原位反应形成包覆层；其中，所述含有第一反应试剂的油液是以步骤1所用油相作为溶剂配置而成，并且所述第一反应试剂为铝、钛、锆、铁、钴、镍中至少一种的醇盐；