【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于正极材料，特别涉及一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法。
技术介绍
1、高镍正极材料(linixcoymnzo2，x≥0.8，x+y+z＝1，记为ncm)具有较高的化学敏感性，易与周围环境中与二氧化碳和水自发反应，导致表面结构恶化，并在界面处形成绝缘钝化膜。此外，高镍正极材料的表面会残留大量的表面碱性杂质(li2o、lioh、li2co3和lihco3等，表示为残留的锂化合物)，易将空气中的水分吸附到ncm材料的表面，随后吸附水分产生的h+与间隙中的li+交换，导致表面结构的连续分解。同时，在储存过程中，在ncm表面形成的残留锂化合物会加剧空气敏感性。此外，残留的锂化合物往往导致ncm正极的表面ph值较高，并会与电池体系中的聚偏氟乙烯(pvdf)反应，导致严重的浆料果冻现象。此外，残留的锂化合物在反复循环过程中也会与电解质发生反应，导致容量的快速降解和严重的安全问题。
2、为了提高正极材料的表面稳定性，尽量避免上述问题，现有技术中常通过在正极材料表面设计包覆层来改善材料的表面稳定性，如中国专利cn 202110936958.1公开了一种氟化锂原位包覆高镍三元正极材料的制备方法，其将三元正极材料加入带有氟化锂源的有机溶剂中进行包覆，再通过加热使得氟化锂源分解为氟化锂，得到氟化锂包覆的三元正极材料；cn 201811084894.1公开了一种氟化碳直接包覆镍钴锰三元正极材料的制备方法，其采用高能球磨、超声分散和中温烧结的方法将氟化碳直接包覆在镍钴锰三元正极材料的表面；但多数均采用的是物理包覆将物质包覆
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术问题，提供一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法。本专利技术所述方法主要是通过化学反应，让高镍正极表面的残留锂化合物与氟化有机溶剂进行反应，并原位构建连续均匀的氟化物涂层，不仅可以抑制ncm在空气环境中的表面变质，而且严格避免了在长期循环过程中ncm材料与电解质之间的副反应。同时，由于残留锂化合物与氟化有机溶剂反应，形成保护涂层，可以有效解决残留锂化合物引起的储存和加工问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，所述方法是将高镍三元正极材料加入氟化有机溶剂中，随后在一定温度下反应一定时间，得到改性后的高镍正极材料。
4、通过采用所述技术方案，高镍三元正极材料表面的残留锂化合物能够与氟化有机溶剂发生反应，从而原位构建连续均匀致密的含氟化物的复合包覆层，有效提升正极材料的表面稳定性，并进一步提升电化学性能，并且与表面残留锂化合物的原位反应构建使得包覆层与正极材料结合紧密，难以脱落，进一步提升正极材料的表面稳定性，延长使用寿命。
5、优选的，所述高镍三元正极材料为linixcoymnzo2，0.8≤x<1，0<y<0.2，0<z<0.2，x+y+z＝1。
6、优选的，所述氟化有机溶剂包括三氟乙醇、全氟正丙基乙烯基醚、甲基全氟、六氟异丙醇、四氟乙烷-β－磺内酯、3-甲氧基-2,2,3,3-四氟丙酸甲酯、三水六氟丙酮的至少一种。本专利技术所述的氟化有机溶剂能够与正极材料表面的残留锂化合物发生反应，同时，反应的产物能够进一步发生聚合，使得最终形成致密均匀连续的氟化物包覆层。并且，氟化有机溶剂与三元正极材料之间为固液两相反应，更进一步保证反应的均匀性和充分性，与固相包覆相比，三元正极材料包覆层更致密，保护效果更好；同时，有机溶剂的使用能够进一步避免水基溶液反应体系导致的晶格li的析出，进一步保证三元正极材料的结构完整性，避免li/ni混排带来的性能损失。
7、优选的，高镍三元正极材料加入氟化有机溶剂中得到悬浮液，悬浮液的固含量不高于1g/ml，更优选为0.1～0.7g/ml。通过采用所述固含量，能够使得反应更加均匀且充分完全，并保持正极材料的分散性，避免产生堆叠黏连等情况。
8、优选的，所述反应在聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中密封进行。
9、优选的，所述反应的温度为100～200℃。温度过高，压力过大，容易造成聚四氟乙烯内衬变形，甚至发生爆炸；温度过低，反应不充分。
10、优选的，所述反应的时间为不低于4h。反应时间更短会导致反应不完全，包覆层不太连续。更优选反应时间为4-48h，在该范围下基本能够保证反应完全，生成连续均匀致密的包覆层，时间更长或许能更进一步充分反应，但容易造成能源的过度消耗。
11、优选的，所述反应结束后还经过后处理，所述后处理包括过滤、洗涤和干燥等常用后处理步骤。更优选的，洗涤为用氟化有机溶剂洗涤，干燥为在真空烘箱中抽真空60-80℃下干燥持续一段时间，更优选干燥4-48h；真空条件有助于去除空气中的水分和co2，避免材料在湿润情况下吸附水分和co2。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过化学反应，让高镍正极材料表面的残留锂化合物与氟化有机溶剂进行反应，实现原位构建连续均匀致密的氟化物涂层和聚合物涂层的复合保护涂层，不仅可以有效抑制ncm在空气环境中的表面变质和分解，降低材料的空气敏感性，而且严格避免了在长期循环过程中ncm材料与电池体系或电解质之间的副反应。并且保护涂层的均匀性与连续性相较于常规包覆具有显著提升，更进一步有效隔绝空气环境对材料的影响，进而提升相应的电化学性能。同时，由于残留锂化合物与氟化有机溶剂反应形成含氟复合涂层，可以有效解决残留锂化合物引起的储存和加工问题，降低材料表面ph，有效延长材料寿命。此外，本专利技术的表面改善方法简单，操作便捷，条件温和，更适用于工业化大规模生产应用。
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1.一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，所述方法是将高镍三元正极材料加入氟化有机溶剂中，随后在一定温度下反应一定时间，得到改性后的高镍正极材料。
2.根据权利要求1所述一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，所述高镍三元正极材料为LiNixCoyMnzO2，0.8≤x<1，0<y<0.2，0<z<0.2，x+y+z＝1。
3.根据权利要求1所述一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，所述氟化有机溶剂包括三氟乙醇、全氟正丙基乙烯基醚、甲基全氟、六氟异丙醇、四氟乙烷-β－磺内酯、3-甲氧基-2,2,3,3-四氟丙酸甲酯、三水六氟丙酮的至少一种。
4.根据权利要求1所述一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，高镍三元正极材料加入氟化有机溶剂中得到悬浮液，悬浮液的固含量不高于1g/mL。
5.根据权利要求4所述一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，悬浮液的固含量为0.1～0.7g/mL。
6.根据权利要求1所述一种
7.根据权利要求1所述一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，，所述反应的温度为100～200℃。
8.根据权利要求1所述一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，所述反应的时间为不低于4h。
9.根据权利要求1所述一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，所述反应结束后还经过后处理，所述后处理包括过滤、洗涤和干燥步骤。
10.根据权利要求9所述一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，洗涤为用氟化有机溶剂洗涤，干燥为在真空烘箱中抽真空60-80℃下干燥。
...【技术特征摘要】
1.一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，所述方法是将高镍三元正极材料加入氟化有机溶剂中，随后在一定温度下反应一定时间，得到改性后的高镍正极材料。
2.根据权利要求1所述一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，所述高镍三元正极材料为linixcoymnzo2，0.8≤x<1，0<y<0.2，0<z<0.2，x+y+z＝1。
3.根据权利要求1所述一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，所述氟化有机溶剂包括三氟乙醇、全氟正丙基乙烯基醚、甲基全氟、六氟异丙醇、四氟乙烷-β－磺内酯、3-甲氧基-2,2,3,3-四氟丙酸甲酯、三水六氟丙酮的至少一种。
4.根据权利要求1所述一种简易的改善高镍正极材料表面稳定性的方法，其特征在于，高镍三元正极材料加入氟化有机溶剂中得到悬浮液，悬浮液的固含量不高于1g/ml。
...【专利技术属性】
技术研发人员：靳玉俊，毛秦钟，张志恒，马炜，韦金勇，
申请(专利权)人：浙江海创锂电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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