【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于正极材料，具体涉及一种改性高镍三元正极材料、其制备方法、正极及锂离子电池。
技术介绍
1、这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
2、随着近年电动汽车的迅速增长，伴随着续航焦虑问题日益突出，锂电池对更高能量密度的材料需求日益高涨。高镍三元正极材料由于具有较高的可逆能量密度，在一定程度上满足了人们长续航的需求，逐渐被大规模地应用在新能源电动汽车领域。然而高镍三元正极材料(镍摩尔含量占比为ni/(ni+co+mn)≥0.8)由于镍含量较高，导致材料的稳定性下降、表面残碱明显升高、与电解液间的界面副反应增加、吸水性增强等等，由以上因素带来的安全风险等问题增大。
3、针对高镍三元正极材料表面残碱高、与电解液间的副反应增加、吸水性增强等不利因素，业界通常采用水洗和表面改性的方法来抑制或改善。例如：采用喷雾法或固液共混法将烷基硅酸锂溶液与高镍三元正极材料混合进行反应，再经干燥热处理后得到改性后的高镍三元正极材料。采用该种方法仅是通过烷基硅酸锂的亲水基团与高镍三元正极材料表面的亲水基团相互吸附，使烷基硅酸锂包覆在正极材料表面，属于物理吸附，容易收到外界环境的影响而脱包覆，使硅酸锂包覆层失效。
4、还有的方法是通过碳化煅烧将硅酸锂、金属掺杂剂和碳固定在高镍三元正极材料基体表面，然后在氧气氛围下对改性后的基体进行煅烧，使表面碳转化成二氧化碳挥发掉，而留下孔隙，最后通过孔隙将金属粒子注入，得到最终成品。该种固相包覆方法是在颗粒表面包覆具有孔隙结构的硅酸锂，会导致颗粒间接
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种改性高镍三元正极材料、其制备方法、正极及锂离子电池。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种改性高镍三元正极材料的制备方法，包括如下步骤：
4、将高镍三元正极材料粉末流化后，与硅烷气体混合，在惰性气氛中将混合体系加热，使硅烷解离产生的硅离子均匀沉积在高镍三元正极材料表面，得到材料a；
5、将材料a与氢氧化锂混合均匀，使锂与硅的摩尔比为3.5～3.8:1，得混合物；
6、将所述混合物在含氧气氛中烧结，得包覆改性高镍三元正极材料。
7、将材料a与氢氧化锂混合均匀，使锂与硅的摩尔比为3.5～3.8:1，采用该锂硅摩尔比主要是为了形成硅酸锂，同时最大限度的利用高镍三元正极材料表面残留锂，以达到硅酸锂包覆的同时降低高镍三元正极材料表面残碱的目的。
8、通过硅烷裂解沉积到材料表面的硅是单质硅，为保证充分反应，形成硅酸锂，需要在氧气气氛下进行烧结，此外，为保证材料整体性能，高镍三元正极材料热处理通常是在氧气气氛中进行。
9、在一些实施例中，硅烷解离的温度为500～650℃。
10、优选的，所述材料a中硅沉积量为500～1000ppm。
11、在一些实施例中，所述含氧气氛中，氧气体积百分数≥95％。
12、在一些实施例中，所述烧结的温度为600～700℃，烧结时间为5～7h。
13、在一些实施例中，还包括将制备得到的包覆改性高镍三元正极材料进行粉碎、筛分和除磁的步骤。
14、第二方面，本专利技术提供一种改性高镍三元正极材料，由所述制备方法制备而成。
15、第三方面，本专利技术提供一种正极，由所述改性高镍三元正极材料制备而成。
16、第四方面，本专利技术提供一种锂离子电池，包括所述正极。
17、上述本专利技术的一种或多种实施例取得的有益效果如下：
18、本专利技术使用流化床气相沉积技术以及原位合成技术实现对高镍三元正极材料表面进行包覆，在高镍三元正极材料表面原位进行硅酸锂的合成，从而对高镍三元正极材料表面进行修饰。通过原位合成硅酸锂可以很好的利用高镍三元正极材料表面的残存锂，从而达到降低材料表面残碱的效果。
19、硅酸锂具有较强的耐腐蚀(尤其是耐氢氟酸腐蚀)特性，能够有效降低正极材料与电解液间的界面副反应，从而改善高镍正极材料的产气问题及循环寿命问题；再者由于硅酸锂li4sio4本身具有四个锂离子，具有良好的锂离子传输性能，可以有效减弱传统包覆层对锂离子扩散动力学的影响。
20、本专利技术在高镍三元正极材料表面原位进行硅酸锂的合成，而且在烧结过程中在固相界面发生固相扩散，形成中间层，可以有效提高硅酸锂在高镍三元正极材料表面的附着强度，使得制备的改性高镍三元正极材料的性能较好。
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1.一种改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：硅烷解离的温度为500～650℃。
3.根据权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述材料A中硅沉积量为500～1000ppm。
4.根据权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述含氧气氛中，氧气体积百分数≥95％。
5.根据权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述烧结的温度为600～700℃。
6.根据权利要求5所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述烧结的时间为5～7h。
7.根据权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：还包括将制备得到的包覆改性高镍三元正极材料进行粉碎、筛分和除磁的步骤。
8.一种改性高镍三元正极材料，其特征在于：由权利要求1-7任一所述制备方法制备而成。
9.一种正极，其特征在于：由权利要求8所述改性高镍三元正极材料制备而成。<...
【技术特征摘要】
1.一种改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：硅烷解离的温度为500～650℃。
3.根据权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述材料a中硅沉积量为500～1000ppm。
4.根据权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述含氧气氛中，氧气体积百分数≥95％。
5.根据权利要求1所述的改性高镍三元正极材料的制备方法，其特征在于：所述烧结的温度为6...
【专利技术属性】
技术研发人员：李献帅，温美盛，忽小宇，苏航，战鹏，曾祥兵，
申请(专利权)人：安徽得壹能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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