锂离子电池三元正极材料的制备方法、锂离子电池三元正极材料及电池技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，且特别涉及锂离子电池三元正极材料的制备方法、锂离子电池三元正极材料及电池；该制备方法包括将可溶性锆盐和分散剂溶于溶剂，得到第一溶液；在第一溶液中混合三元正极材料和氟化铵，得到第二溶液；将第二溶液干燥，得到产物；将产物进行保温处理，得到预制改性粉末；该制备方法制备的锂离子电池三元正极材料能够改善被电解液腐蚀的情况，使得材料的结构稳定，以提高材料的循环稳定性。

Preparation of ternary cathode materials for lithium-ion batteries, ternary cathode materials for lithium-ion batteries and batteries

The invention relates to the technical field of batteries, in particular to the preparation method of ternary cathode materials for lithium ion batteries, ternary cathode materials for lithium ion batteries and batteries; the preparation method includes dissolving soluble zirconium salts and dispersants in solvents to obtain the first solution; mixing ternary cathode materials and ammonium fluoride in the first solution to obtain the second solution; drying the second solution to obtain the product. The ternary cathode material for lithium ion batteries prepared by this method can improve the corrosion of the electrolyte, make the structure of the material stable, and improve the cyclic stability of the material.

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池三元正极材料的制备方法、锂离子电池三元正极材料及电池
本专利技术涉及电池
，且特别涉及锂离子电池三元正极材料的制备方法、锂离子电池三元正极材料及电池。
技术介绍
近年来，由于致力于零排放的目标的交通工具比如混合电动车、纯电动车等的大规模应用，高能量锂离子电池(电池包)得到了快速地发展。而要想生产出高能量的锂离子电池，正极材料性能的提高是非常有必要的，比如高的工作电压、高的放电比容量和长的循环寿命等。但是，一些商业的正极材料的工作电压往往都低于5V，导致其放电容量不足，究其原因，是因为如果想达到高的放电容量，材料往往需要脱出更多的锂，这会使材料结构不稳定，并且材料在高脱锂状态下，表面+4价的镍与电解液直接接触产生大量的热量和氧气，降低材料的热稳定性，同时导致放电容量迅速下降，表现出极差的安全性能和循环性能。因此，如何改善锂离子电池正极材料的循环性能已成为锂电行业众科研工作者以及企业急需解决的难题。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种锂离子电池三元正极材料的制备方法，该制备方法的工艺较为简单，易于操作，且该制备方法能够在三元正极材料的表面包覆氟化锆进行改性，使得制备出的改性三元正极材料能够改善被电解液腐蚀的情况，使得材料的结构稳定，以提高材料的循环稳定性。本专利技术的第二个目的在于提供一种锂离子电池三元正极材料，该材料的表面由氟化锆进行包覆改性，能够改善在电解液中的腐蚀情况，该正极材料的结构稳定，具有较佳的循环稳定性。本专利技术的第三个目的在于提供一种电池，该电池的循环稳定系得到改善。本专利技术是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种锂离子电池三元正极材料的制备方法，其包括将可溶性锆盐和分散剂溶于溶剂，得到第一溶液；在第一溶液中混合三元正极材料和氟化铵，得到第二溶液；将第二溶液干燥，得到产物；将产物进行保温处理，得到预制改性粉末。本专利技术提出一种锂离子电池三元正极材料，其是由上述的锂离子电池三元正极材料的制备方法制备的。本专利技术提出一种电池，该电池的正极材料包括上述的锂离子电池三元正极材料。本专利技术实施例的锂离子电池三元正极材料的制备方法的有益效果是：本专利技术的制备方法通过溶解可溶性锆盐和分散剂，然后在第一溶液中混合三元正极材料和氟化铵，再保温处理第二溶液干燥后的产物，即可得到在表面包覆改性的三元正极材料的预制粉末，通过湿化学法在三元正极材料的表面包覆氟化锆，使得改性后的三元正极材料的表面得到保护，在使用时，不容易受到电解液的腐蚀，从而使得改性后的材料在HF环境中稳定的材料结构，从而改善了该材料的循环稳定性。本专利技术实施例的锂离子电池三元正极材料的有益效果是：该锂离子电池三元正极材料是由上述的制备方法制备的，该三元材料的表面由氟化锆进行包覆，使得该三元正极材料的使用时不容易受到电解液的腐蚀，改善了该三元正极材料在HF环境中的结构稳定性，改善了该三元正极材料的循环稳定性。本专利技术实施例的电池的有益效果是：该电池的正极材料包括上述的锂离子电池三元正极材料，从而改善了该电池的热稳定性和循环性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例1中制备的氟化锆包覆改性镍钴铝酸锂的透射电镜图；图2为本专利技术实施例1和对比例1中的材料制备的电池的循环性能图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的锂离子电池三元正极材料的制备方法、锂离子电池三元正极材料及电池进行具体说明。本专利技术的锂离子电池三元正极材料的制备方法包括：将可溶性锆盐和分散剂溶于溶剂中，得到第一溶液；在上述第一溶液中混合三元正极材料和氟化铵(NH4F)，得到第二溶液；将第二溶液干燥，得到产物；将上述产物进行保温处理，得到预制改性粉末。需要说明的是，本实施例的可溶性锆盐和分散剂的纯度优选为分析纯。优选地，本专利技术的锂离子电池三元正极材料的制备方法还包括：对上述预制粉末进行球磨处理，以得到氟化锆包覆改性的三元正极材料；详细地，将上述预制粉末置于真空条件下进行球磨处理，公转速率为400-600rpm，自转速率为800-1200rpm，球磨时间为1-4h后，得到氟化锆包覆改性的三元正极材料；进一步优选地，公转速率和自转速率比为1:2。进一步优选地，用该方法制备的氟化锆包覆改性的三元正极材料的氟化锆包覆量为0.1％-10％；上述氟化锆包覆量可以是指用本专利技术的制备方法制备改性三元材料生成的氟化锆的质量与反应前的三元正极材料与生产的氟化锆的质量总和的比值。进一步地，本实施例的溶剂包括乙醇，优选为无水乙醇；可选地，在其他实施例中，溶剂还可以选用其它能够溶解分散剂和可溶性锆盐的有机溶剂或水等。进一步地，本实施例的可溶性锆盐包括硝酸锆和硫酸锆中的至少一种。进一步地，上述分散剂包括聚丙烯酰胺。进一步地，上述三元正极材料包括镍钴铝酸锂。优选地，将分散剂和可溶性锆盐溶解于溶剂中后，装入磁力搅拌器中进行搅拌，搅拌的转速可以是400-800rpm，搅拌的时间为0.5-1h，以制得第一溶液。进一步地，制备第二溶液时，三元正极材料的质量为可溶性锆盐的3.5-388.6倍。详细地，将三元正极材料添加于第一溶液后搅拌0.5-2h；再进一步地，搅拌的转速可以是400-800rpm。需要说明的是，当三元正极材料的质量为可溶性锆盐的3.5倍时，制得的氟化锆包覆改性的三元正极材料的氟化锆包覆量为10％，当三元正极材料的质量为可溶性锆盐的质量的388.6倍时，制得的氟化锆包覆改性的三元正极材料的氟化锆包覆量为0.1％。优选地，分散剂的质量可以是三元正极材料的0.5％-1％。再进一步地，制备第二溶液时，氟化铵的摩尔数为可溶性锆盐的4-4.5倍。详细地，将氟化铵添加于含有三元正极材料的溶液中搅拌4-8h。详细地，将第二溶液干燥，具体包括：将第二溶液过滤后再进行干燥。本专利技术中对产物进行保温处理具体包括：按照每分钟3-10℃升温速率升温，直到温度达到400-550℃，并在400-550℃条件下保温2-6h；详细地，可以将产物置于马弗炉中，在氧气氛围下进行保温处理。进一步地，上述保温处理还包括：在420-550℃保温2-6h之后，按照降温速率为每分钟5-10℃降温，并且直到温度降至室温，以得到预制粉末。本专利技术提供的锂电池三元正极材料的制备方法制备的锂电池三元正极材料可以用作锂电池的正极材料来制备锂电池，锂电池的具体制备方法和相关技术类似，在此不再赘述。以下结合实施例对本专利技术的锂离子电池三元正极材料的制备方法、锂离子电池三元正极材料及电池作进一步的详细描述。实施例1按照氟化锆包覆质量比为1.95％，分别称取5.05g分析纯硝酸锆和0.5g分析纯聚丙烯酰胺，将聚丙烯酰胺和硝酸锆溶于50ml无水乙醇中，然后装入磁力搅拌器中，以转速为400rpm的搅拌速度搅拌0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括：将可溶性锆盐和分散剂溶于溶剂，得到第一溶液；在所述第一溶液中混合三元正极材料和氟化铵，得到第二溶液；将所述第二溶液干燥，得到产物；将所述产物进行保温处理，得到预制改性粉末。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括：将可溶性锆盐和分散剂溶于溶剂，得到第一溶液；在所述第一溶液中混合三元正极材料和氟化铵，得到第二溶液；将所述第二溶液干燥，得到产物；将所述产物进行保温处理，得到预制改性粉末。2.根据权利要求1所述的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于，还包括：对所述预制粉末进行球磨处理，得到氟化锆包覆改性的三元正极材料。3.根据权利要求2所述的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述氟化锆包覆的三元正极材料的氟化锆包覆量为0.1％-10％。4.根据权利要求1所述的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括乙醇；和/或，所述可溶性锆盐包括硝酸锆和硫酸锆中的至少一种；和/或，所述分散剂包括聚丙烯酰胺；和/或，所述三元正极材料包括镍钴铝酸锂。5.根据权利要求1所述的锂离子电池三元正极材料的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：余剑琳，马美品，蔡惠群，李海军，
申请(专利权)人：银隆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44