[发明专利]湿法包覆锂电池正极材料的方法、复合材料及锂电池

说明书

本申请提供了一种湿法包覆锂电池正极材料的方法、复合材料及锂电池，方法包括：将正极材料与第一溶剂混合，得到悬浊液；将可溶性盐与第二溶剂混合，得到包覆溶液，可溶性盐包括金属化合物或含氟盐中的至少一种，金属化合物包括金属硫酸盐、金属醋酸盐、金属硝酸盐、金属氯化物或钨酸盐中的一种或多种；第一微通道反应器包括第一通道、第二通道以及第三通道，第一通道和第二通道连接于第三通道的同一端部；将悬浊液和包覆溶液分别泵入第一通道和第二通道，使得悬浊液和包覆溶液于第三通道内混合并反应，并得到混合液；对混合液固液分离，得到滤渣，烘干滤渣，得到中间体；在空气氛围中，将中间体放置于500‑1000℃中，烧结4‑8h，得到复合材料。

技术领域

本申请涉及锂电池的技术领域，尤其涉及一种湿法包覆锂电池正极材料的方法、复合材料及锂电池。

背景技术

随着新能源产业的快速崛起，锂电正极材料的用途越来越广泛。锂电池正极材料主要包括三元正极材料(NCM、NCA)、磷酸铁锂(LFP)、钴酸锂(LCO)。三大正极材料因各自元素组成以及材料结构上的差异表现出不同的电化学性能。钴酸锂因其高容量、高压实密度和高能量密度，被广泛应用在3C、电动汽车、电动工具、储能和可穿戴电子产品等领域。磷酸铁锂具有高循环性能、高安全性能、低成本以及环境友好等特点，使其在动力锂离子电池中具有突出应用前景。三元正极材料具有高能量密度和循环性能优的特点广泛运用于电动汽车等大型动力电池市场。

然而，在高电压下锂离子电池中的上述正极材料易发生相变，这会导致循环性能恶化、材料结构崩塌、金属阳离子混排的问题，造成倍率性能差、过度脱锂容量下降以及高温胀气。

为改善高电压下出现的上述问题，可在正极材料表面包覆一层金属氧化物，金属氧化物能够起到稳定结构作用，改善在高电压下锂离子电池中正极材料发生相变的现象。目前常用干法包覆的方法对正极材料进行改性处理。干法包覆即通过将包覆溶液和正极材料高温形成固溶体实现对正极材料的包覆，干法包覆属于高温固相烧结，此种方式很难在正极材料上包覆均匀。

湿法包覆利用包覆溶液在正极材料表面通过液相反应达到正极材料包覆的目的，有效解决干法包覆均匀性差的问题。常规湿法包覆需要将正极材料配成悬浊液加入到反应釜中进行包覆反应。然而，这种方式在大批量进行包覆时，仅能以一定的物料分批次分别投放物料完成包覆，这种间歇性的包覆方式效率低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种湿法包覆锂电池正极材料的方法、复合材料及锂电池。

为实现上述目的，本申请提供了一种湿法包覆锂电池正极材料的方法，所述方法包括：将正极材料与第一溶剂混合，得到悬浊液；将可溶性盐与第二溶剂混合，得到包覆溶液，所述可溶性盐包括金属化合物或含氟盐中的至少一种，所述金属化合物包括金属硫酸盐、金属醋酸盐、金属硝酸盐、金属氯化物或钨酸盐中的一种或多种，所述金属化合物中的金属元素包括钛、铝、钨、钇、镧、镍、锰、铜或锆中的一种或多种；

提供第一微通道反应器，所述第一微通道反应器包括第一通道、第二通道以及第三通道，所述第一通道和所述第二通道连接于所述第三通道的同一端部；将所述悬浊液和所述包覆溶液分别泵入所述第一通道和所述第二通道，使得所述悬浊液和所述包覆溶液于所述第三通道内混合并反应，并得到混合液；对所述混合液固液分离，得到滤渣，烘干所述滤渣，得到中间体；

在空气氛围中，将所述中间体放置于500-1000℃中，烧结4-8h，得到复合材料。

在一些可能的实现方式中，悬浊液和包覆溶液在第三通道内的反应时间为0.5-20min。

在一些可能的实现方式中，所述第一通道和所述第二通道的内径之和大于或等于所述第三通道的内径，所述第三通道环绕设置。

在一些可能的实现方式中，所述第一通道和所述第二通道的内径均为2-20mm，所述第三通道的内径为2-40mm。