[发明专利]补锂洗涤液及其应用和高镍多元正极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种补锂洗涤液及其应用和一种高镍多元正极材料及其制备方法。该高镍多元正极材料的制备方法包括：(1)在搅拌条件下，将洗涤液A和高镍正极材料进行第一接触，然后加入洗涤液B进行第二接触；(2)将步骤(1)得到的固体产物进行第一烧结；所述洗涤液A为含有可溶性锂化合物的溶液，所述洗涤液B为含有能够提供阴离子的化合物的溶液；所述高镍正极材料的化学式为Li_1‑δNi_xCo_yMn_zO₂；其中，所述洗涤液A和洗涤液B的温度各自独立地为10‑20℃。将补锂洗涤液用于制备高镍多元正极材料，在正极材料表面形成不溶性纳米锂盐颗粒，从而有效提升正极材料的循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种补锂洗涤液及其应用和一种高镍多元正极材料及其制备方法。

背景技术

随着当今世界对新能源的迫切要求，越来越多的清洁能源被应用在电力和动力设备中。自20世纪90年代，索尼公司率先推出锂离子电池以来，锂离子电池就以其高比能，可循环使用等优点，受到众多储能设备企业和科研界的关注。锂离子电池正极材料先后历经LiCoO₂、Li₂MnO₄、LiFePO₄等发展，现在的发展目标主要集中在三元材料。

随着国家对电动汽车的续航里程和安全性的要求越来越高，科研界对三元材料中高镍材料进行了深入的研究。高镍材料在一定程度上能够提高电池的能量密度，但是随着镍含量的增加，材料Ni²⁺与Ni³⁺的不充分氧化，致使材料表面的残余碱偏高，同时，材料中Li⁺和Ni²⁺发生混排现象更加严重，导致晶体结构稳定性差，此外，表面惰性相NiO与充电态时Ni⁴⁺影响表界面稳定性，这些问题影响着存储性能和循环性能的降低。

针对高镍正极材料存在的上述问题，目前普遍采取纯水洗涤或酸洗的方式对正极材料表面残余碱进行洗涤去除。这两种洗涤的方式能快速去除表面残余碱，但同时为了维持材料内部和洗液的Li⁺平衡效应，材料晶格内的锂也会发生化学溶解，导致晶体结构坍塌，从而使材料在循环过程中稳定性变差。

CN109546088A采用纯水洗涤的方法，虽然能降低材料表面的残余碱，但从电镜照片可以看到材料表面存在较多孔隙，增大材料的比表面积，对材料的表界面稳定性影响较大，必然会造成循环性能的下降。

另一方面，目前直接采用包覆剂包覆高镍正极材料，很难实现包覆剂在材料表面的各自独立地匀分布。

综上所述，高镍正极材料存在的洗涤过度和包覆不均匀这两个问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中高镍正极材料存在的洗涤过度和包覆不均匀的问题，提供一种补锂洗涤液及其应用和一种高镍多元正极材料及其制备方法，该补锂洗涤液可有效改善溶液中Li⁺溶度，避免洗涤过程中材料内部Li⁺溶出，减少材料内部晶格结构的坍塌，将所述补锂洗涤液用于制备高镍多元正极材料，可以在正极材料表面均匀地形成不溶性纳米锂盐颗粒，从而有效提升正极材料的循环性能和安全性。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种补锂洗涤液，该补锂洗涤液包括：洗涤液A和洗涤液B，其中，所述洗涤液A为含有可溶性锂化合物的溶液，所述洗涤液B为含有能够提供阴离子的化合物的溶液。

优选地，所述洗涤液A中锂离子浓度与洗涤液B阴离子浓度比为3-10：1。

本发明第二方面提供一种上述的补锂洗涤液在锂离子电池中的应用。

本发明第三方面提供一种高镍多元正极材料的制备方法，该制备方法包括：