[发明专利]一种降低锂离子电池层状正极材料表面残碱的方法

说明书

本发明公开了一种降低锂离子电池层状正极材料表面残碱的方法，包括以下步骤：S1、将纯水加入镍钴锰层状正极材料中，搅拌清洗，得到潮湿物料；S2、将潮湿物料与乙醇混合后搅拌，抽滤，烘干，得到粉体；S3、将粉体与纳米氧化物混合，然后进行烧结处理。本发明提出的一种降低锂离子电池层状正极材料表面残碱的方法，通过水洗降低表面残碱，再通过醇洗快速去除物料表面的水分，经处理得到的正极材料残碱含量低，pH值减小，有利于材料加工性能的提高。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种降低锂离子电池层状正极材料表面残碱的方法。

背景技术

层状正极材料Li(Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-z)O2(0.6<x<1，0<y<0.2，0≤z<0.2))由于其理论容量高(275mAh/g)的特点而成为锂离子高比能电芯体系开发的关键主材之一。在层状材料中，Ni²⁺是贡献容量的主要成分，但随着Ni²⁺含量的增加，会导致烧结过程中锂镍混排严重，影响充放电过程中锂离子脱嵌的库伦效率，为此通常采用高纯氧的气氛下烧结，控制Ni²⁺与Ni³⁺的转化；其次是镍含量高的材料表面残碱较高，表面结构在锂离子反复脱嵌过程中结构遭到破坏，并与电解液反应，导致循环性能差。解决此类问题的主要思路则是通过材料体相掺杂稳定结构和表面改性稳定界面。水洗和包覆是一种能降低表面残碱并稳定材料表面结构的有效方式。公开号为CN 104518214A的专利中对富锂材料采用的水洗工艺为混合原料工艺，无法达到降低pH的结果；公开号为CN 107394160A专利中采用水洗工艺后需要采用硼元素二次高温烧结进行材料结构稳定，且材料pH值会返增。对于Ni含量更高的层状正极材料Li(Ni_xCo_yMn_zM_1-x-y-z)O₂(0.6<x<1，0<y<0.2，0≤z<0.2))，其对水分敏感，烘干过程由于时间过长，导致物料与水接触时间长，导致表面的晶格锂缺失，造成水洗后材料的结构恶化，性能衰减严重，因此会对烘干设备提出了更高的要求，且水洗后需要复烧，但如果二烧温度过高会导致pH值返增，从而影响锂离子电池性能。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种降低锂离子电池层状正极材料表面残碱的方法，通过水洗降低表面残碱，再通过醇洗快速去除物料表面的水分，经处理得到的正极材料残碱含量低，pH值减小，有利于材料加工性能的提高。

本发明提出的一种降低锂离子电池层状正极材料表面残碱的方法，包括以下步骤：

S1、将纯水加入镍钴锰层状正极材料中，搅拌清洗，得到潮湿物料；

S2、将潮湿物料与乙醇混合后搅拌，抽滤，烘干，得到粉体；

S3、将粉体与纳米氧化物混合，然后进行烧结处理。

优选地，S1中，按重量份将1-3份55-65℃纯水加入0.5-1.5份镍钴锰层状正极材料中，搅拌清洗3-5min，抽滤，得到潮湿物料。

优选地，S1中，镍钴锰层状正极材料化学式为Li(Ni_aCo_bMn_c)O₂，其中，0.8≤a≤0.9，0.06≤b≤0.1，且a+b+c＝1。

优选地，S1中，镍钴锰层状正极材料按以下工艺进行制备：将镍钴锰氢氧化物和单水氢氧化锂按Li:(Ni+Co+Mn)摩尔比为1.03-1.09:1混合均匀，在纯氧气氛中烧结，烧结温度为730-790℃，烧结时间12-20h，得到镍钴锰层状正极材料。