[发明专利]锰系锂离子电池正极材料的表面氟化处理方法无效

申请号：	201210246392.0	申请日：	2012-07-17
公开（公告）号：	CN102738459A	公开（公告）日：	2012-10-17
发明（设计）人：	樊勇利	申请（专利权）人：	中国电子科技集团公司第十八研究所
主分类号：	H01M4/505	分类号：	H01M4/505;H01M4/525
代理公司：	天津市鼎和专利商标代理有限公司 12101	代理人：	李凤
地址：	300384 天津***	国省代码：	天津;12
权利要求书：	查看更多	说明书：	查看更多
摘要：
搜索关键词：	锂离子电池正极材料表面氟化处理方法
钻瓜网技术展会专利词库专利权人专利榜在售专利公布日期热门专利

【说明书】：

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，特别是涉及一种锰系锂离子电池正极材料的表面氟化处理方法。

背景技术

伴随着全球变暖和石油资源的匮乏，电动汽车和混合动力汽车已经成为当今发展的主流趋势，尖晶石型锰酸锂、5V掺杂锰酸锂及层状固溶体类锰系正极材料由于低成本、无污染、高能量密度被公认为理想的动力电池正极材料，但是锰系正极材料在高温及高电压下循环时存在锰在电解液中溶解的问题，从而造成锂离子电池容量的快速衰减。由于Mn-F键结合能大于Mn-O键，强键结合能能抑制Mn的溶解，而且电解液中HF对正极材料的腐蚀主要是瓦解Mn-O键，因此氟化处理是一种有效抑制Mn在电解液中溶解的表面处理工艺。现有的氟化处理工艺主要有两种：一种是在材料制备过程中进行F^-的体相掺杂；一种是通过F₂、NF₃、ClF₃等气体对正极材料粉末进行表面氟化处理，体相掺杂F^-虽然可以有效降低Mn在电解液中的溶解，提高锰系正极材料的高温性能，但是不可避免会降低材料的放电比容量；采用F₂、NF₃、ClF₃等气体进行氟化处理虽然不会降低材料的放电比容量，并且能够有效降低Mn在电解液中的溶解，但是F₂、NF₃、ClF₃等气体具有高腐蚀性和毒性，工业生产中需要特殊设备，且具有危险性。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种放电比容量高、循环稳定性能好、无毒、腐蚀性小，无危险性，并且工业生产中无需特殊设备，方便工业化生产的锰系锂离子电池正极材料的表面氟化处理方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采用的技术方案是：

锰系锂离子电池正极材料的表面氟化处理方法，其特点是：包括以下步骤：

⑴将锰系锂离子电池正极材料粉末浸泡在含氟弱酸盐溶液中搅拌5-24h，形成混合溶液；

⑵将步骤⑴中的混合溶液以0.5-2L/h的进料量在喷雾干燥机中喷雾干燥，形成干燥后的粉末；

⑶将步骤⑵中干燥后的粉末在空气气氛下进行热处理，热处理温度为500-700℃，时间为2-12h，随炉冷却后即为本发明经过表面氟化处理的锰系锂离子电池正极材料。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述步骤⑴中含氟弱酸盐溶液为NH₄PF₆、(NH₄)₃AlF₆、NH₄BF₄之一种溶液或一种以上的混合溶液。

所述步骤⑵喷雾干燥机中喷雾干燥的加热空气压力为0.2-1MPa，进气温度为200-300℃，出气温度为100℃。

所述含氟弱酸盐溶液的PH值为4-6.5之间。

所述锰系锂离子电池正极材料为LiMn₂O₄、LiNi_0.5Mn_1.5O₄尖晶石类锰系正极材料之一种，或为xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂类层状固溶体锰系正极材料。