一种偏铝酸锂正极添加材料及其改性方法和应用技术

本发明专利技术实施例涉及一种偏铝酸锂正极添加材料及其改性方法和应用。所述对偏铝酸锂正极添加材料进行改性的方法包括：将偏铝酸锂粉体放入加热设备中预热；将预热后的偏铝酸锂粉体放入混合机中，喷雾添加偶联剂和酸性助剂的混合液，并在设定的温度下持续搅拌；取出混合料后放入烘箱中干燥，得到包覆聚合物层的偏铝酸锂正极添加材料。锂正极添加材料。锂正极添加材料。

【技术实现步骤摘要】
一种偏铝酸锂正极添加材料及其改性方法和应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池材料
，尤其涉及一种偏铝酸锂正极添加材料及其改性方法和应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池因具有输出电压高、能量密度高、循环寿命长、安全性能好、无记忆效应等特点，作为主要的储能器件成功应用于移动电源领域。为了进一步满足电网储能、电动汽车以及消费类电子产品对储能器件的需求，更长循环寿命、安全性更好、能量密度更高的电极材料以及锂电池体系成为研究热点。
[0003]在实际生产使用中，锂离子的长期储存使用过程中，会导致电池电压发生变化，影响倍率性能以及安全性能。偏铝酸锂作为一种快锂离子导体，能够极大改善锂电池循环稳定性和高电流充电和放电性能。但由于偏铝酸锂的本身具有吸水性，而且表面存留碱性基团会进攻粘接剂聚偏氟乙烯(PVDF)中的C
‑
F键，使得PVDF发生交联反应而导致正极浆料发生凝胶，这大大的影响了偏铝酸锂在锂离子电池中的应用。因此，如果能够找到一种防止偏铝酸锂吸水并能有效控制其表面存留碱性基团不与PVDF发生交联反应，且不影响偏铝酸锂作为快锂离子导体在正极材料中发挥性能的方法，那么将对于偏铝酸锂在锂离子电池中的应用起到极大的推动作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种偏铝酸锂正极添加材料及其改性方法和应用。通过偶联剂和酸性助剂在偏铝酸锂的表面形成一层聚合物膜，能够隔绝材料本身对环境中水分的吸附，以及屏蔽偏铝酸锂表面碱性基团对正极浆料的影响。
[0005]为此，第一方面，本专利技术实施例提供了一种偏铝酸锂正极添加材料的改性方法，所述方法包括：
[0006]将偏铝酸锂粉体放入加热设备中预热；
[0007]将预热后的偏铝酸锂粉体放入混合机中，喷雾添加偶联剂和酸性助剂的混合液，并在设定的温度下持续搅拌；
[0008]取出混合料后放入烘箱中干燥，得到包覆聚合物层的偏铝酸锂正极添加材料。
[0009]优选的，所述偏铝酸锂粉体的粒径D50的范围为0.1
‑
5um，预热的温度为100℃
‑
300℃，预热的时间为1
‑
24小时。
[0010]优选的，所述混合液的添加比例为偏铝酸锂粉体质量的0.1％
‑
10％；其中，所述酸性助剂用量是偶联剂的0.1％
‑
1％；
[0011]所述酸性助剂包括：柠檬酸、醋酸、硼酸、盐酸中的任一种；
[0012]所述偶联剂包括：十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、九氟己基三甲氧基硅烷、九氟己基三乙氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷中、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、
γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ
‑
巯丙基三甲氧基硅烷、N
‑
(β
‑
氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷的一种或多种。
[0013]优选的，所述设定的温度20
‑
80℃，所述混合机的搅拌速率为500rpm
‑
3000rpm，搅拌时间为1
‑
12小时。
[0014]优选的，所述干燥的温度为100
‑
300度，干燥的时间为10
‑
24小时。
[0015]第二方面，本专利技术实施例提供了一种偏铝酸锂正极添加材料，通过上述第一方面所述的偏铝酸锂正极添加材料的改性方法获得。
[0016]第三方面，本专利技术实施例提供了一种防止正极浆料凝胶的方法，包括：采用上述第二方面所述的偏铝酸锂正极添加材料制备正极浆料。
[0017]优选的，将所述偏铝酸锂正极添加材料与正极主材、导电剂、粘结剂混合制备正极浆料。
[0018]第四方面，本专利技术实施例提供了一种锂离子电池，包括上述第二方面所述的偏铝酸锂正极添加材料。
[0019]本专利技术实施例提供的偏铝酸锂正极添加材料的改性方法，通过热处理过程使得偶联剂和酸性助剂在偏铝酸锂的表面形成一层聚合物膜，能够隔绝材料本身对环境中水分的吸附，屏蔽偏铝酸锂表面碱性基团对正极浆料的影响。使得作为正极添加材料的偏铝酸锂能够应用在锂离子电池正极材料中，改善锂电池循环稳定性和高电流下的充放电性能。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例提供的偏铝酸锂正极添加材料改性方法的流程图。
具体实施方式
[0021]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。但应当理解为这些实施例仅仅是用于更详细说明之用，而不应理解为用以任何形式限制本专利技术的范围。
[0022]本专利技术实施例提供了一种偏铝酸锂正极添加材料及其改性方法和应用，其主要改性方法的流程图如图1所示，包括如下步骤：
[0023]步骤110，将偏铝酸锂粉体放入加热设备中预热；
[0024]本专利技术用作正极添加剂的偏铝酸锂粉体的粒径D5优选范围在0.1
‑
5um。
[0025]预热的温度为100℃
‑
300℃，预热的时间为1
‑
24小时。通过预热，使得偏磷酸锂粉体能够具有更好的活性，能够更充分的与后续加入的混合液充分混合接触，使得最终所形成的包覆更为致密完整。
[0026]步骤120，将预热后的偏铝酸锂粉体放入混合机中，喷雾添加偶联剂和酸性助剂的混合液，并在设定的温度下持续搅拌；
[0027]具体的，混合液的添加比例为偏铝酸锂粉体质量的0.1％
‑
10％；其中，酸性助剂用量是偶联剂的0.1％
‑
1％；
[0028]酸性助剂包括：柠檬酸、醋酸、硼酸、盐酸中的任一种；
[0029]偶联剂包括：十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三
甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、九氟己基三甲氧基硅烷、九氟己基三乙氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷中、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ
‑
巯丙基三甲氧基硅烷、N
‑
(β
‑
氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷的一种或多种。
[0030]设定的温度20
‑
80℃，混合机的搅拌速率为500rpm
‑
3000rpm，搅拌时间为1
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏铝酸锂正极添加材料的改性方法，其特征在于，所述方法包括：将偏铝酸锂粉体放入加热设备中预热；将预热后的偏铝酸锂粉体放入混合机中，喷雾添加偶联剂和酸性助剂的混合液，并在设定的温度下持续搅拌；取出混合料后放入烘箱中干燥，得到包覆聚合物层的偏铝酸锂正极添加材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏铝酸锂粉体的粒径D50的范围为0.1
‑
5um，预热的温度为100℃
‑
300℃，预热的时间为1
‑
24小时。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合液的添加比例为偏铝酸锂粉体质量的0.1％
‑
10％；其中，所述酸性助剂用量是偶联剂的0.1％
‑
1％；所述酸性助剂包括：柠檬酸、醋酸、硼酸、盐酸中的任一种；所述偶联剂包括：十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、九氟己基三甲氧基硅烷、九氟己基三乙氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷中、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
(甲基丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈德赟，申彤，李婷，曹文卓，施雅铃，张新华，
申请(专利权)人：湖州南木纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：