[发明专利]一种在锂离子三元正极材料表面包覆氧化物的方法

说明书

本发明公开了一种在锂离子三元正极材料表面包覆氧化物的方法，首先将锂离子三元正极材料粉末分散于一定量的去离子水中；待粉末分散均匀后，向其中加入一定量的有机酸或盐和不溶性金属盐，反应一定的时间；再将处理后的三元正极材料烘干，在一定的温度下热处理一段时间，得到氧化物包覆的锂离子三元正极材料。本发明中的方法采用了全湿法的方式，液相包覆锂离子三元正极材料，包覆改性的流程短，所用原料常见，成本低廉，可以大量并且高效地对三元正极材料进行改性，包覆程度均一，效果良好。

技术领域

本发明涉及新能源材料技术领域，具体为一种在锂离子三元正极材料表面包覆氧化物的方法。

背景技术

目前，锂离子电池已经广泛应用于各种便携式电子产品、电动工具和储能系统。在全球能源与环境问题越来越严峻的情况下，锂离子电池由手机、笔记本电脑、数码相机及便携式小型电器，逐步走向电动汽车动力领域，因此对铿离子电池的循环性能、能量密度及安全性能也提出了更高的要求。三元材料发挥了镍钴锰或镍钴铝的协同效应，因此的性能好于单一组分层状正极材料，而被认为是最有应用前景的新型正极材料之一。

研究发现，对于三元正极材料而言，随着材料中镍含量的增加，材料表面的活性氧离子会和空气中的二氧化碳生成碳酸根，继而与表面的残锂及迁移到材料表面的锂离子反应生成碳酸锂。使材料表面碱性过高吸水，影响材料的加工及存储性能。为了改善这种状况，国内外厂家主要采用水洗或在正极材料表面进行包覆氧化物，氟化物等。水洗会大大降低材料的容量及循环性能。

中国专利CN 106207128 A公布了一种通过振动球磨的方法在材料表面包覆一层Zr（OH）4，这种固相的包覆方法，包覆效果并不十分均匀，难以得到较为一致的包覆材料。

另外，目前常见的包覆方法，固相及无机化合物液相沉淀都存在一定程度上的缺陷和不足，固相球磨法通过固态粉体的直接包覆在材料表面，难以避免地会出现包覆不均匀的状况。而常见的无机化合物液相沉淀，沉淀过程中会形成大量的形核点，会出现包覆材料与正极材料分离的情况，很难较好地达到包覆的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在锂离子三元正极材料表面包覆氧化物的方法，具有简单方便，包覆效果优良且成本低廉，适合工业化大规模生产等优点，以解决上述背景技术中提出的三元正极材料循环稳定性和常规包覆方法包覆均一性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种在锂离子三元正极材料表面包覆氧化物的方法，包括以下步骤：

S1：将锂离子三元正极材料粉末分散于一定量的去离子水中；

S2：待粉末分散均匀后，向其中加入一定量的有机酸或盐和不溶性金属盐，反应一定的时间；

S3：将处理后的三元正极材料烘干，在一定的温度下热处理一段时间，得到氧化物包覆的锂离子三元正极材料。

优选的，所述锂离子三元正极材料选用NCM、NCA三元正极材料。

优选的，所述步骤S2中有机酸或盐为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠。

优选的，所述步骤S2中不溶性金属盐为钙、镁、锌的碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化物。

优选的，所述步骤S2中不溶性金属盐中金属元素的质量为三元正极材料的0.1%-3%。

优选的，所述步骤S2中聚丙烯酸中羧基与金属元素的摩尔比为1：3。

优选的，所述步骤S3中热处理的温度为400-750^oC，热处理的时间为6-16h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：