[发明专利]一种高镍三元正极材料的表面处理方法

说明书

本发明属于电池材料生产技术领域，涉及一种高镍三元正极材料的表面处理方法；该高镍三元正极材料的表面处理方法，包括基液配制、一次反应凝结、过滤干燥、二次反应凝结和真空干燥的操作步骤，采用碳酸盐溶解在聚酰胺酸溶液中作为基液，然后将高镍三元正极材料投入其中进行一次反应凝结并进行过滤去除其中多余杂质，然后进行干燥处理，这时加入热络合剂再次投入其中进行二次反应凝结并进行真空干燥。这样再经过至少两次的反应凝结和严格的转速、温度以及时间控制可以使其表面形成新的含碳的凝结层，从而有利于提高高镍三元正极材料在使用过程中的化学稳定性，便于进行长时间的反复使用，提高了使用的安全性。

技术领域

本发明属于电池材料生产技术领域，更具体地说，尤其涉及一种高镍三元正极材料的表面处理方法。

背景技术

镍钴锰三元电池材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高，但是平台太低，用在手机上（手机截止电压一般在3.4V左右）会有明显的容量不足的感觉，在一些山寨手机上已经有在用三元材料的电池了，特别是容量比较高的电池。常规的电池正极材料是钴酸锂LiCoO₂，三元材料则是镍钴锰酸锂Li（NiCoMn）O₂，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整，磷酸铁锂容量发挥偏低，不适合追求高容量手机电池的要求。

高镍三元正极材料以其相对较低的成本和较高的能量密度，成为高能量密度动力电池体系的首选体系，受到了广泛关注。但是，材料中镍含量的增加以及烧结过程加入过量锂源防止锂挥发造成的离子混排，从而导致高镍三元材料表面锂含量高。同时，材料在贮存过程中表面残碱与空气中的水及CO₂ 进一步反应生成Li₂O和Li₂CO₃ 等物质，这些物质会在电池循环过程中和电解液发生一系列副反应，消耗电解液并在表面产生成分复杂且厚度不均一的CEI膜，降低材料界面的活性，导致电化学性能恶化，限制了高镍三元正极材料的实际应用。

锂离子电池采用锂离子能够进行可逆嵌脱的材料作为电池的正极材料和负极材料，结合适当的电解液或固体电解质粉末薄膜而构成锂离子二次电池体系。因为电池的能量取决于其电压与容量的乘积，所以提高电池的能量密度的手段是使用高电压和高容量的正负极材料。针对同样的负极材料，正极材料的容量和电位越高，则电池的能量密度越高。提升锂离子电池的能量密度，开发更高比容量的高镍含量三元正极粉末是电池研发的主要方向。

现有的高镍三元正极材料的表面处理方法，只能去除了材料表面残碱，无法在高镍三元正极材料的表面形成，相对稳定新物质，这样在长时间的循环使用过程中，高镍三元正极材料的化学稳定性容易下降，严重的影响了其使用安全性和可靠性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高镍三元正极材料的表面处理方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的一种高镍三元正极材料的表面处理方法，具体包括以下步骤：

1、一种高镍三元正极材料的表面处理方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤S1，基液配制：将碳酸盐溶解在聚酰胺酸溶液中，通过搅拌器进行一段时间的搅拌，使其混合均匀，配置成浓度含量为0.6-1mol/L含碳溶液；

步骤S2，一次反应凝结：将高镍三元正极材料与含碳溶液的重量比重为0.03：120，投入步骤S1中配置的含碳溶液中，并在一定的温度下，持续搅拌一段时间，使其充分反应凝结；

步骤S3，过滤干燥：将步骤S2反应凝结的溶液，通过微孔膜进行过滤，获得过滤产物A，并将产物A放置在室温环境中进行自然降温干燥；

步骤S4，二次反应凝结：将步骤S3中获得的产物A，再次投入步骤S1中并加入络合剂，使其进一步反应凝结获得产物B；