[发明专利]一种镍钴锰酸锂正极材料的包覆方法

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种镍钴锰酸锂正极材料的包覆方法。本发明利用涂覆有金属盐凝胶的筛网对镍钴锰酸锂正极材料颗粒进行包覆处理，所述金属盐凝胶在筛网的网孔中形成薄膜，所述包覆处理为镍钴锰酸锂正极材料颗粒下落过程中接触薄膜，薄膜拉伸并全包裹镍钴锰酸锂正极材料颗粒，镍钴锰酸锂正极材料颗粒脱落；在镍钴锰酸锂正极材料颗粒表面形成一包覆层。本发明规避干法物理包覆无法形成均匀包覆层的弊端，在镍钴锰酸锂正极材料表面形成均匀致密的“保护层”，有效改善对应电芯的循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种镍钴锰酸锂正极材料的包覆方法。

背景技术

镍钴锰酸锂正极材料因其能量密度高、循环寿命长、电压平台高，广泛应用于动力锂电池，正极材料占单体电芯成本40％左右，其性能优劣直接关系到电芯及系统的能量密度、安全、寿命等，表面包覆是镍钴锰酸锂正极材料改性的主要途径，均匀致密的包覆层可以大幅提升镍钴锰酸锂的综合性能，目前主要包覆方法有湿法、干法、原子沉积ALD、化学沉积CVD等；其中应用广泛的是工艺简单、成本低的干法混合+热处理的包覆方法，干法包覆工艺虽然工艺简单，易产业化，但是无法形成均匀连续的包覆层，其抑制副反应效果不佳，在高电压、高温等条件下必然导致电池循环衰减加剧甚至跳水；湿法工艺主要缺陷如下：镍钴锰正极材料颗粒置于水及其它溶剂中，并有一定时间的搅拌，溶剂会对锂电池正极材料表面造成破坏且存在环保问题，同时增加加工成本，生产效率也远不及干法工艺。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种镍钴锰酸锂正极材料的包覆方法。本发明利用涂覆有金属盐凝胶的筛网对镍钴锰酸锂正极材料颗粒进行包覆处理，所述金属盐凝胶在筛网的网孔中形成薄膜，所述包覆处理为镍钴锰酸锂正极材料颗粒下落过程中接触薄膜，薄膜拉伸并全包裹镍钴锰酸锂正极材料颗粒，镍钴锰酸锂正极材料颗粒脱落；在镍钴锰酸锂正极材料颗粒表面形成一包覆层。本发明规避干法物理包覆无法形成均匀包覆层的弊端，在镍钴锰酸锂正极材料表面形成均匀致密的“保护层”，有效改善对应电芯的循环性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种镍钴锰酸锂正极材料的包覆方法，包括以下步骤：

利用涂覆有金属盐凝胶的筛网对镍钴锰酸锂正极材料颗粒进行包覆处理，所述金属盐凝胶在筛网的网孔中形成薄膜，所述包覆处理为镍钴锰酸锂正极材料颗粒下落过程中接触薄膜，薄膜拉伸并全包裹镍钴锰酸锂正极材料颗粒，镍钴锰酸锂正极材料颗粒脱落；在镍钴锰酸锂正极材料颗粒表面形成一包覆层。

在本发明的一个实施方式中，所述金属盐凝胶为金属盐溶于水得到金属盐溶液，然后凝胶化得到的金属盐水性凝胶。

在本发明的一个实施方式中，所述金属盐选自Al、Ti、Zr、B、Si、La其中一种或几种元素的磷酸盐或氟化物。

在本发明的一个实施方式中，所述金属盐溶液的浓度为0.5-5.0mol/L。

在本发明的一个实施方式中，利用涂覆有金属盐凝胶的筛网对镍钴锰酸锂正极材料颗粒进行包覆处理前利用未涂覆有金属盐凝胶的筛网对镍钴锰酸锂正极材料颗粒进行预筛分。

在本发明的一个实施方式中，所述筛网设置有多层。

在本发明的一个实施方式中，镍钴锰酸锂正极材料颗粒脱落后进行烘干处理，然后后处理得到表面均匀包覆金属盐凝胶薄膜的镍钴锰酸锂正极材料。

在本发明的一个实施方式中，烘干处理过程中，烘干温度为60-100℃。

在本发明的一个实施方式中，所述后处理为重复包覆处理后对其进行分散、过筛、包覆、干燥；装填至匣钵内，然后进行热处理。

在本发明的一个实施方式中，热处理过程中，热处理温度为300-700℃；所述热处理时间3-12h。