降低正极材料表面残留碱含量的方法及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111453779A(43)申请公布日2020.07.28(21)申请号202010293625.7H01M4/525(2010.01)(22)申请日2020.04.15H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人李红朝朱金鑫王鹏飞拉杰什·麦加苏强普拉杰什·PP马加力(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人肖阳(51)Int.Cl.C01G53/00(2006.01)H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)权利要求书1页说明书8页附图5页(54)发明名称降低正极材料表面残留碱含量的方法及其应用(57)摘要本发明公开了降低正极材料表面残留碱含量的方法及其应用。其中降低正极材料表面残留碱含量的方法包括：将表面有碱残留的镍钴锰三元正极基体材料与包覆剂混合并进行焙烧处理，使得所述正极基体材料表面的残留碱与所述包覆剂反应，以便在所述正极基体材料表面形成包覆层，得到表面碱残留含量低的正极材料。该方法不仅可以有效解决现有去除残留碱的方法对正极材料性能及环境造成的危害，还能提高锂离子电池的电化学性能、安全性能及使用寿命。CN111453779ACN111453779A权利要求书1/1页1.一种降低正极材料表面残留碱含量的方法，其特征在于，包括：将表面有碱残留的镍钴锰三元正极基体材料与包覆剂混合并进行焙烧处理，使得所述正极基体材料表面的残留碱与所述包覆剂反应，以便在所述正极基体材料表面形成包覆层，得到表面碱残留含量低的正极材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正极基体材料为LiaNixCoyMn1-x-yO2，其中，x的取值范围为0.3～0.9，y的取值范围为0.1～0.35，a的取值范围为0.95～1.03。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述包覆剂包括锰盐和第一锂盐，所述锰盐与所述第一锂盐和所述正极基体材料表面的残留碱反应形成所述包覆层，任选地，所述锰盐为选自甲酸锰、醋酸锰、丙酸锰、磷酸锰、氯化锰和氢氧化锰中的至少一种，所述第一锂盐为选自氢氧化锂、草酸锂和碳酸锂中的至少一种。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述正极基体材料、所述锰盐和所述第一锂盐的摩尔比为1：(0.005～0.1)：(0.005～0.2)，任选地，所述锰盐与所述第一锂盐的摩尔比为1：(0.95～1.995)，任选地，所述锰盐为醋酸锰，所述第一锂盐为氢氧化锂，所述正极基体材料、所述锰盐和所述第一锂盐的摩尔比为1：(0.005～0.05)：(0.009～0.1)。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述焙烧处理是在氧气气氛下于400～720℃下进行6～12h。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述镍钴锰三元正极基体材料是将镍钴锰三元前驱体材料与第二锂盐混合并进行焙烧处理得到的，任选地，所述镍钴锰三元前驱体材料与第二锂盐混合焙烧处理是在氧气气氛下于600～850℃下进行4～12h，任选地，所述镍钴锰三元前驱体材料与所述第二锂盐的摩尔比为1：(1.001～1.05)，任选地，所述镍钴锰三元前驱体材料为含有镍钴锰的氢氧化物和/或含有镍钴锰的碳酸盐。7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，进一步包括：对所述正极材料进行研磨和筛分处理。8.一种正极材料，其特征在于，采用权利要求1～7中任一项所述的方法得到。9.一种锂电池，其特征在于，具有权利要求8所述的正极材料或采用权利要求1～7中任一项所述的方法得到的正极材料。10.一种储能设备，其特征在于，包括权利要求9所述的锂电池或权利要求8所述的正极材料或采用权利要求1～7中任一项所述的方法得到的正极材料。2CN111453779A说明书1/8页降低正极材料表面残留碱含量的方法及其应用技术领域[0001]本发明属于锂电池领域，具体而言，涉及降低正极材料表面残留碱含量的方法及其应用。背景技术[0002]目前，锂离子电池用三元正极材料NCM111、NCM523、NCM622已经量产使用，但是当前主流的电池技术所采用的正极材料仍不能完全满足高能量密度、长续航里程等的要求，为解决里程焦虑问题，研究者们一直试图开发高能量密度的锂离子电池正极材料，如NCM811等，但是随着正极材料镍含量的提高，Li/Ni混排现象加剧。为了很好地形成层状结构，合成过程中需放入过剩的锂源，合成后产生Li2O状态未反应的锂氧化物，这种未反应的锂氧化物会和空气中的水和二氧化碳等发生反应形成LiOH、Li2CO3并残留在正极材料表面。然而，高镍正极材料