[发明专利]一种高镍正极材料免水洗的包覆方法

说明书

本发明提供了一种高镍正极材料免水洗的包覆方法，包括以下步骤：步骤1、将高镍前驱体和锂源混合后热处理，制得正极材料基体；步骤2、将正极材料基体进行喷雾包覆；步骤3、对包覆后所得产物焙烧，制得高镍正极材料。本发明所述的喷雾包覆原料为酸性物质，通过喷雾包覆不但降低了正极材料表面的残碱量，免去了水洗的步骤，简化了制备工艺，降低了制备成本，同时还对正极材料的表面进行了改性，有效提高了高镍正极材料的电化学性能。

技术领域

本发明涉及电化学储能器件与新能源材料领域，具体涉及一种锂离子电池用正极活性物质、还有该正极活性物质的锂离子电池用正极、以及含有该正极的锂离子电池。

背景技术

高镍正极材料是一种镍含量一般大于80％重量比的正极材料，目前其产品大致有2种类型，一种为镍钴锰酸氧化锂，分子式写成Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂；另一种为镍钴铝酸氧化锂，分子式写成Li(Ni_xCo_yAl_1-x-y)O₂。

高镍正极材料因其克容量高达200mAh/g以上，所制备的电池包能量密度高，能够支撑新能源车的长里程需求，因此被广泛应用于新能源车车载电池。

目前高镍正极材料的制作和生产工艺一般分为：

步骤1、将高镍正极材料所用的前驱体(以下称前驱体)与含锂化合物(如氢氧化锂)混合，并热处理；热处理温度为600～1000℃，热处理时间为10～40h。热处理后获得的粉体以下称为一烧粉。一烧粉表面上氢氧化锂成分和碳酸锂成分和碳酸氢锂成分(以下合称为表面残留碱)的含量高达20000ppm。

步骤2a，将一烧粉进行水洗，以洗去表面残留碱，然后进行烘干。烘干后获得的粉体，以下称为水洗粉。水洗粉的表面残留碱含量能够降低到5000ppm左右。

步骤3a，将水洗粉和固体包覆原料(如硼酸粉体，纳米颗粒氧化铝粉体等)进行均匀混合，再进行热处理。获得的粉体称为正极材料。

或者也有更进化的步骤2b,其将水洗和包覆工艺合并成一个步骤。步骤2b是，将一烧粉加入到适量的水中，精确控制水溶液的pH值，然后滴入包覆物质原料(例如硫酸钴等)，产生共沉淀反应。

这样步骤2b的过程中，发生的化学反应有：

2OH^-+CoSO₄＝Co(OH)₂+SO₄^2-

然后，进行洗涤去除Li⁺离子,CO₃^2-,HCO₃^-和SO₄^2-离子，进行过滤、再进行热处理，获得的粉体称为正极材料。

从以上说明可知，现行的高镍正极材料，其生产制作过程中包含水洗工艺，具有工艺复杂、生产成本高的缺点。

发明内容

基于上述技术背景，本发明人进行了锐意进取，结果发现：采用喷雾物质为酸性的原料，对高镍正极材料的一烧粉进行喷雾包覆，喷雾与一烧粉表面的碱进行中和反应，不但有效降低了一烧粉表面的残留碱含量，免除了水洗工艺，还保护了基体表面，同时对一烧粉表面达到了改性的目的，不仅降低了高镍正极材料的生产制造成本，而且有效提高了电池中高镍正极材料的电性能。

本发明的第一方面在于提供一种高镍正极材料免水洗的包覆方法，该包覆方法包括以下步骤：

步骤1、将高镍前驱体和锂源混合后热处理，制得正极材料基体；

步骤2、将正极材料基体进行喷雾包覆；