[发明专利]脂肪酸在制备锂离子电池中的应用及制取电极材料的方法

说明书

一种化合物系C10～C34的脂肪酸，在制备锂离子电池电极材料中的应用，提高固相法制成的电极材料的包覆均匀性。本发明提供的脂肪酸为分散剂，而实现将包覆材料于电池材料表面均匀分散，显著提高了固相法包覆制成的电极材料的包覆均匀性，使得固相法制造锂离子电池电极材料的可行性大大提高，还有利于更经济和更简单地制造电极材料。

技术领域

本发明涉及一种有机酸在制造电极材料中的用途，尤其涉及一种脂肪酸为分散剂在固相法制取电极材料中的用途，以及制取锂离子电池电极材料的方法。

背景技术

近年来拥有较高能量密度的锂离子电池被广泛应用于大型储能装置，消费类数码产品以及新能源电动汽车。特别是基于新能源电动汽车的大力发展，高能量密度的锂离子电池电极材料的需求被不断提升。例如含量主体为镍钴锰元素的电极材料因其能量密度高，被业界认为是最具前景的动力电池电极材料。但与此同时，此类电极材料的表面也有较高的反应活性。在与电解液接触以及电池充放电循环中，电极材料表面与电解液之间的界面稳定性下降，从而导致电极材料的安全性能和循环寿命降低。因此，通过在电极材料表面建立一层有效的保护膜，就可以在电极材料表面以及电解液之间建立稳定界面，从而提高电极材料的安全性能以及循环寿命。实现这种保护膜的一种方法就是在电极材料表面覆盖一层包覆材料，达到一个包覆均匀的效果。但是如何简单，高质量，均匀的将包覆材料覆盖在电极材料表面成为实现大批量工业生产的关键技术。业界通过各种手段对电池电极材料进行包覆，具有代表性的包覆手段包含液相法和固相法。

CN105914356A公开了一种通过液相法包覆锂离子电池正极材料的方法。该方法首先将电极材料与表面活性剂分散到溶剂中，并且用超声以及磁力搅拌的方式使得电极材料均匀分散在溶液当中得到悬浮液。在悬浮液中继续保持超声与搅拌，并将包覆材料凝胶，比如Al₂O₃凝胶，持续注入其中。将混合好的悬浮液保持在30-80℃温度下将所有溶剂蒸发，干燥后即可合成包覆的电极材料。

CN107768642A公开了一种利用液相法制备一种表面双层包覆的锂离子电池电极材料。首先使用有机络合剂作为辅助剂，使用溶胶凝胶法在材料表面包覆富锂层状氧化物，再用液相法包覆氟化铝，并且通过高温烧结，制备得到双层包覆的锂离子电池三元材料。

CN108767221A公开了一种利用机械混合和固相合成的方法在锂离子电池电极材料表面包覆钛铝复合氧化物。该方法首先将正极材料与钛铝氧化物混合后进行球磨，然后烧结从而得到改性的材料，用以提高其在电解液中的稳定性，提高材料结构稳定性和循环寿命。

包覆效果的优劣很大程度上取决于包覆材料的分散效果，上述技术方案的重点集中在如何更好的分散包覆材料以及在后续的制备工艺上实现包覆均匀的效果。液相法包覆通过将包覆材料与电极材料在液体介质中混合分散，之后经过干燥烧结等步骤最终形成较为完整均匀的包覆表面，但液相法本身工序复杂，增加了生产正极材料的成本，对于大规模生产而言并非最优选择。

固相法包覆因其工序简单，可以作为一种经济的包覆手段大规模运用于工业生产。通常是将包覆材料与电极材料混合后，加热到高温进行反应，就会在电极材料表面形成包覆。包覆材料分布的均匀性很大程度上取决于包覆材料在混料过程中的分散效果。一般通过固相法包覆的电极材料其表面包覆不够均匀，从而在提高材料性能的效果上大打折扣。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于制备锂离子电池电极材料的化合物，提高固相法包覆电极材料的均匀性。

本发明的另一个目的在于提供一种用于制备锂离子电池电极材料的化合物，根据初始放电量和循环寿命的要求，按需制取锂离子电极材料，实现个性化制造。

本发明的再一个目的在于提供一种制备锂离子电池电极材料的制备方法，以简单高效地实现电极材料的均匀包覆。

本发明的又一个目的在于提供一种制备锂离子电池电极材料的制备方法，制取拥有较高的安全性能和循环寿命的锂离子电池电极材料。