[发明专利]高镍三元正极材料的水洗方法及其系统

说明书

本发明公开一种高镍三元正极材料的水洗方法及其系统。其中，所述高镍三元正极材料的水洗方法包括以下步骤：制备高镍三元正极材料基体；将所述高镍三元正极材料基体和水混合，得到电解质溶液；将所述电解质溶液进行电解，除去所述高镍三元正极材料基体表面的残碱。本发明的技术方案能够抑制材料表面晶格锂析出，且减少废水的产生量。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料的表面处理技术领域，特别涉及一种高镍三元正极材料的水洗方法及其系统。

背景技术

三元材料因具有优异综合性能和较低成本的双重优势日益被行业所关注，且已逐步超越磷酸铁锂和钴酸锂成为主流的技术路线，但是，随着三元材料的中镍含量的提升，烧结出来的残碱含量也越来越高，这也是导致高镍材料一直无法产业化的一个最重要原因。对生产环境和工艺控制能力的要求高，浆料吸水后极容易造成果冻，在实际应用中困难重重，因此降低表面残碱含量对于三元材料在电池里的应用具有非常重要的意义。

目前行业中主要通过将三元正极材料加入到水中来洗去材料表面的残碱，但是水洗的过程往往会导致材料表面部分晶格锂析出，材料的电池循环性能变差，此外，水洗后还会产生大量的废水，处理废水时的资金投入以及环保风险也较大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种高镍三元正极材料的水洗方法及其系统，旨在抑制材料表面晶格锂析出，且减少废水的产生量。

为实现上述目的，本发明提出的高镍三元正极材料的水洗方法，包括以下步骤：

制备高镍三元正极材料基体；

将所述高镍三元正极材料基体和水混合，得到电解质溶液；

将所述电解质溶液进行电解，除去所述高镍三元正极材料基体表面的残碱。

可选的实施例中，所述水的重量为所述高镍三元正极材料基体重量的1至3倍。

可选的实施例中，将所述高镍三元正极材料基体和水混合，得到电解质溶液；将所述电解质溶液进行电解，除去所述高镍三元正极材料基体表面的残碱的步骤中，包括：

将水加入电解装置中；

向装有水的电解装置中加入高镍三元材料基体，搅拌，得到电解质溶液；

开启电解装置进行电解，并搅拌所述电解质溶液。

所述开启电解装置进行电解，并搅拌所述电解质溶液的步骤中，包括：

开启电解装置，在1V-36V的电源电压范围下进行电解，并搅拌所述电解质溶液，搅拌时间为10min-40min。

可选的实施例中，开启电解装置进行电解，并搅拌所述电解质溶液的步骤中，还包括：

收集电解过程中阳极室产生的气体和阴极室产生的气体。

可选的实施例中，制备高镍三元正极材料基体的步骤中，包括：

将锂源与三元材料前驱体进行混合，得到混合物；

在氧气气氛下，将所述混合物于600℃-900℃的温度下烧结10h-15h，之后冷却、粉碎，得到高镍三元正极材料基体。

可选的实施例中，所述锂源与所述三元材料前驱体的摩尔比大于1；和/或，所述锂源为锂的碳酸盐、氢氧化锂或锂化合物；和/或，所述三元材料前驱体为镍钴锰或镍钴铝氢氧化物。

可选的实施例中，将所述电解质溶液进行电解，除去所述高镍三元正极材料基体表面的残碱的步骤之后，还包括：

对电解后的电解质溶液进行抽滤操作，并收集固体部分；

将收集的固体部分进行干燥操作，之后进行筛分和除磁操作。