一种氟包覆正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种氟包覆正极材料及其制备方法，涉及锂电池技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种氟包覆正极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池
，且特别涉及一种氟包覆正极材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]近年来，随着新能源技术和市场的高速发展，市场对锂电池的性能要求不断提高，正极材料作为锂电池组成的重要部分，面临着更为严峻的挑战
。
包覆是制备锂电池正极材料中较为常用的改性方法，通过在正极材料表面形成包覆层，能够在循环过程中保护正极材料表面，减少
SEI
膜生成时造成的
Li
损耗
。
[0003]但是，包覆成分的选择
、
以及锂电池正极材料烧结过程中高温
、
通气的条件会很大程度的影响包覆效果，如简单的将包覆成分与正极材料混合后烧结，可能会出现包覆成分分解
、
挥发等不良情况，难以发挥出包覆改性的优势
。
[0004]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本专利技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种氟包覆正极材料及其制备方法，在正极材料表面原位包覆含量适宜的氟化物，能够在循环中有效保护正极材料表面，保证材料循环性能
。
[0006]本专利技术提供一种氟包覆正极材料，所述氟包覆正极材料由正极材料和含氟化合物原位烧结获得，所述氟包覆正极材料经第一前处理后测得的氟含量为
F1，所述氟包覆正极材料经第二前处理后测得的氟含量为
F2，其中，所述第一前处理为酸处理，所述第二前处理为碱处理，
300ppm≤|F1‑
F2|≤700ppm
，
400ppm≤F1≤2000ppm。
[0007]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述第一前处理的步骤包括：在氟包覆正极材料中加入酸溶液，震荡溶解后得到第一前处理液；其中，所述酸溶液选自硫酸溶液
、
盐酸溶液和硝酸溶液中的一种或多种
。
[0008]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述第二前处理的步骤包括：在氟包覆正极材料中加入碱，熔融处理后，加水浸取后得到第二处理液；所述碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种
。
[0009]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述氟包覆正极材料选自氟包覆钴酸锂正极材料
、
氟包覆多元正极材料
、
氟包覆磷酸铁锂正极材料中的一种或多种，其中，所述氟包覆多元正极材料的通式为
Li
x
Co
i
Ni
j
Mn
k
M
m
O2‑
F
b
，其中，
0.9≤x≤1
，
i+j+k+m
＝1，
0.0004≤b≤0.002
；
M
选自
B、Mg、K、Ca、CO、V、Cr、Cu、Zn、Zr、Nb
和
Sn
中的一种或多种
。
[0010]本专利技术还提供一种如上任意一项所述的氟包覆正极材料的制备方法，包括：
[0011]S1
，获取正极材料；
[0012]S2
，将所述正极材料与含氟化合物
、
多孔助剂混合，得到混合料；
[0013]S3
，对所述混合料进行第一烧结处理，去除所述多孔助剂后，得到第一烧结料；
[0014]S4
，对所述第一烧结料进行第二烧结处理，得到所述氟包覆正极材料
。
[0015]在本专利技术的一个示例性实施例中，步骤
S2
中，所述含氟化合物选自
MgF2、AlF3和
LiF
中的一种或多种
。
[0016]在本专利技术的一个示例性实施例中，步骤
S2
中，所述多孔助剂为多孔分子筛
。
[0017]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述多孔分子筛的粒度为
100
～
220
μ
m。
[0018]在本专利技术的一个示例性实施例中，步骤
S3
中，第一烧结处理的温度为
840
～
1000℃
，时间为2～
12h
，烧结气氛的氧气浓度大于或等于
40
％
。
[0019]在本专利技术的一个示例性实施例中，步骤
S4
中，第二烧结处理的温度为
400
～
600℃
，时间为2～
12h
，烧结气氛的氧气浓度小于或等于
10
％
。
[0020]本专利技术实施例的氟包覆正极材料及其制备方法的有益效果是：
[0021]本专利技术的氟包覆正极材料经由正极材料和氟化物原位包覆形成，制备方法简单，能够在正极材料表面形成稳定包覆，避免造成表面阻抗高
、
容量损失过大的不良后果
。
同时，该氟包覆正极材料在不同的前处理方式下测得的氟含量维持在一定的范围内，通过该方式表征正极材料表面有效的氟含量
。
在该含量下的氟包覆正极材料，包覆层厚度适中，该
F
包覆正极材料表面有效
F
含量适中，较薄的包覆层能够保证其容量
、
阻抗不受影响，且在长循环测试中能够抵抗电解液腐蚀，具有较优异的电性能
。
[0022]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开
。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，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公开的某些实施例，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
。
[0024]图1为本专利技术实施例1提供的氟包覆正极材料的扫描电镜图样
。
[0025]图2为本专利技术对比例3提供的氟包覆正极材料的扫描电镜图样
。
[0026]图3为本专利技术对比例7提供的氟包覆正极材料的扫描电镜图样
。
[0027]图4是
|F1‑
F2|
数值对应
0.1C
容量关系图
。
[0028]图5是
|F1‑
F2|
数值对应循环
50
周容量保持率的关系图
。
[0029]图6是实施例1和对比例1～3对应的
4.5V SOC 100
％时的
EIS
测试结果
。
具体实施方式
[0030]为使本公开实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种氟包覆正极材料，其特征在于，所述氟包覆正极材料由正极材料和含氟化合物原位烧结获得，所述氟包覆正极材料经过第一前处理后的氟含量为
F1，所述氟包覆正极材料经过第二前处理后的氟含量为
F2，其中，所述第一前处理为酸处理，所述第二前处理为碱处理，
300ppm≤|F1‑
F2|≤700ppm
，
400ppm≤F1≤2000ppm。2.
根据权利要求1所述的氟包覆正极材料，其特征在于，所述第一前处理的步骤包括：在氟包覆正极材料中加入酸溶液，震荡溶解后得到第一前处理液；其中，所述酸溶液选自硫酸溶液
、
盐酸溶液和硝酸溶液中的一种或多种
。3.
根据权利要求1所述的氟包覆正极材料，其特征在于，所述第二前处理的步骤包括：在氟包覆正极材料中加入碱，熔融处理后，加水浸取后得到第二处理液；所述碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种
。4.
根据权利要求1所述的氟包覆正极材料，其特征在于，所述氟包覆正极材料选自氟包覆钴酸锂正极材料
、
氟包覆多元正极材料
、
氟包覆磷酸铁锂正极材料中的一种或多种，其中，所述氟包覆多元正极材料的通式为
Li
x
Co
i
Ni
j
Mn
k
M
m
O2‑
F
b
，其中，
0.9≤x≤1
，
i+j+k+m
＝1，
0.0004≤b≤0.002
；
M
选自
B、Mg、K、Ca、CO、V、Cr、Cu、Zn、Zr、Nb
和
Sn
中的一种或多种
。...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏肖南，林建雄，刘煜旻，张见，曾雷英，
申请(专利权)人：厦门厦钨新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：