[发明专利]一种锂离子电池高镍三元材料的表面选择性包覆方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池高镍三元材料的表面选择性包覆方法，其包括：将锂离子电池的高镍三元材料置于潮湿环境中使其表面的棱角或者边缘位置生成残碱；将其加入金属盐的乙醇溶液中，搅拌反应；将样品放入马弗炉中烧结，在高镍三元材料的残碱部位生成锂金属氧化物，获得表面覆有锂金属氧化物的高镍三元材料。通过接触水汽的时间来控制高镍三元材料表面残碱的量及生成位置，然后与金属盐反应，金属离子在有残碱存在的地方沉积从而达到选择性包覆的目的。本发明的包覆方法简单，包覆物的用量低且可以在高镍三元材料析出残碱的活性位点进行选择性包覆，能够很好的改善材料的吸水性能及电化学性能，具有非常大的商业价值。

技术领域

本发明专利涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池高镍三元材料的表面选择性包覆方法。

背景技术

因具有较高的工作电压、能量密度、长寿命和对环境友好等特点，锂离子电池已经成为新一代电动汽车、电动工具及电子产品的动力电源，目前已经广泛应用于能源、交通、通讯等不同的领域之中。2015年末，在科技部下发的“十三五”新能源汽车试点专项项目中，要求到2020年，我国锂离子动力电池的单体比能量将会达到300Wh/kg，甚至可以达到350Wh/kg。

三元材料，尤其是高镍三元材料是当下研究的热点，由于其容量高、循环性能优异从而得到了广泛应用。众所周知，随着三元材料中镍含量的提高，其容量会逐渐提高，但是由此会导致一些列问题，其中最主要的问题为材料易吸水，从而在表面生成残碱，这将会影响材料的加工性能以及电化学性能。目前解决这一问题的常用的方法是水洗加表面包覆。但是水洗加表面包覆是对材料表面的全包覆，由于包覆的氧化物基本上都是非电化学活性的，所以会导致材料的克容量降低；同时，其操作工序相对较繁琐且包覆物用量大，会大幅增加材料成本。

发明内容

为了解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池高镍三元材料的表面选择性包覆方法，有效解决了材料对水分的敏感性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锂离子电池高镍三元材料的表面选择性包覆方法，其包括以下步骤：

（1）将锂离子电池的高镍三元材料置于潮湿环境中使其表面的棱角或者边缘位置生成残碱；

（2）将经步骤（1）处理的高镍三元材料加入金属盐的乙醇溶液中，搅拌使金属离子充分与高镍三元材料表面的残碱进行反应，反应完成后，在60-80℃情况下搅拌溶液至干，得样品；

（3）将样品放入马弗炉中烧结，在高镍三元材料的残碱部位生成锂金属氧化物，获得表面覆有锂金属氧化物的高镍三元材料。

进一步方案，所述锂离子电池高镍三元材料为LiNi_xCo_yM_(1-x-y)O₂，其中，M为Mn或Al，0.6≤x<1，0<y≤0.4。

进一步方案，步骤（1）中所述潮湿环境是指空气湿度为10%-80%，将锂离子电池高镍三元材料置于潮湿环境中放置时间为0.05-10h。

进一步方案，步骤（2）中所述的金属盐为Al、Ti、Zr、Co、V或Mo的可溶性盐的一种或多种。

进一步方案，步骤（2）中所述金属盐的乙醇溶液中金属元素的质量占高镍三元材料质量的0.01%-0.5%。

进一步方案，步骤（3）中所述马弗炉中通有氧气或者空气气氛，烧结温度为300-900℃、时间为1-10h。