【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源电池领域，具体涉及一种氟包覆的正极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着电动汽车对高能量密度、高循环、高安全性能电池需求增加，部分正极材料的能量密度、循环稳定性和安全性能已不能满足需求，严重限制了电动汽车的应用和普及。目前的正极材料一方面由于正极材料镍含量高，虽然会提高能量密度，但会导致正极材料表面残碱升高，造成调浆过程中凝胶、充放电过程中材料容量衰减快和电池储存过程易胀气等问题，另一方面，正极材料在充放电过程中，锂化物等活性物质的损失，不仅导致循环性能变差，还会析出进入电解液中，促进电解液发生氧化还原反应，而产生大量气体严重影响电池的安全性能。
2、现有技术公开了一种导电聚合物包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法，通过将导电聚合物包覆于镍钴锰酸锂正极材料表面，包覆后的复合电极材料的导电性能以及电化学性能得到改善，但由于导电聚合物都具有大的比表面积，导致包覆后的正极材料吸水性能提高，影响电极材料的电化学性能和安全性能。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的导电聚合物包覆正极材料导致电极材料电化学性能差的缺陷，从而提供一种氟包覆的正极材料及其制备方法与应用，能够降低正极材料的吸水性能，提高电极材料的电化学性能和循环稳定性。
2、本专利技术提供一种氟包覆的正极材料的制备方法，包括如下步骤，
3、将正极材料和含氟导电聚合物混合，煅烧得到氟包覆的正极材料，所述含氟导电聚合物为氟化物与导电聚合物混合制成。
4、在其中一个实施例中，含氟导电聚合物的质量为正极材料质量的0.1％～2％。
5、优选的，氟化物的质量为导电聚合物质量的0.01％～5％。
6、在其中一个实施例中，所述导电聚合物为聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔和聚丙烯腈中的至少一种。
7、优选的，所述导电聚合物为聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔和聚丙烯腈中的任意两种，该两种导电聚合物之间的质量比为(0.1～1):(0.1～1)。
8、在其中一个实施例中，所述氟化物为lif、alf3、mgf2、caf2、naf中的至少一种。
9、优选的，所述氟化物为lif、alf3、mgf2、caf2、naf中的任意两种，该两种氟化物的质量比为(0.5～1)：(0.5～1)。
10、在其中一个实施例中，所述正极材料和含氟导电聚合物混合的搅拌速率为300～400r/min。
11、在其中一个实施例中，正极材料和含氟导电聚合物混合后的煅烧时间为6-10h，煅烧温度为200～240℃。
12、在其中一个实施例中，所述氟化物与导电聚合物混合的搅拌转速为300～400r/min。
13、在其中一个实施例中，所述正极材料和含氟导电聚合物的混合时间为0.5～2h。
14、在其中一个实施例中，所述氟化物与导电聚合物的混合采用球磨法，混合时间为4～10h。
15、优选的，所述正极材料为钠源、锂源或钒源中的至少一种。
16、在其中一个实施例中，所述正极材料的制备方法包括将锂源与前驱体、掺杂金属混合、在氧气气氛下煅烧、粉碎制得，其中，所述氟化物为lif、alf3、mgf2、caf2中的至少一种。
17、在其中一个实施例中，钠源正极材料制备方法为将钠源、前驱体和掺杂金属采用高温固相合成方法合成，高温固相合成方法的温度为900～1000℃，掺杂金属为al，mg，zn，zr，ce，氟化物为alf3、mgf2、caf2、naf中的至少一种。
18、在其中一个实施例中，钒源正极材料制备方法为将锂源、钒源、掺杂金属采用高温固相合成法煅烧制得，掺杂金属为al，zr，ti，所述氟化物为lif、alf3、mgf2、caf2、中的至少一种。
19、优选的，所述前驱体为镍钴锰铝前驱体、镍钴锰前驱体、镍钴铝前驱体和镍钴前驱体中的至少一种。
20、优选的，所述掺杂金属为金属氧化物或金属氢氧化物中的至少一种；
21、优选的，所述掺杂金属的金属元素为铝、锆、锰、钛、钇、镁中的至少一种。
22、在其中一个实施例中，所述正极材料与含氟导电聚合物混合前，还包括对正极材料表面残碱处理的步骤。
23、优选的，所述正极材料表面残碱处理的步骤为将正极材料与水混合，在100～200r/min搅拌速率下水洗5～15min，固液分离后烘干。
24、可选的，所述烘干的温度为100～120℃，烘干时间为10～15h。
25、可选的，所述固液分离采用抽滤的方式，所述抽滤的压力为-0.03～-0.08mpa，抽滤时间为15～30min。
26、所述前驱体为niacobalc(oh)2时，其中，a：b:c为(0.80～0.96)：(0.02～0.12):(0～0.08)，优选的，当c为0是，a:b为(0.82～0.93)：(0.07～0.18)。
27、优选的，当掺杂金属的金属元素为铝时，掺杂金属与前驱体的摩尔比为(0.005～0.05):1；
28、优选的，当掺杂金属的金属元素为锆、锰、钛、钇、镁任意一种或多种时，各掺杂金属的用量为前驱体和锂源用量总和的1000～5000ppm。
29、本专利技术提供一种氟包覆的正极材料制备方法制得的氟包覆的正极材料能够应用于电池中。
30、本专利技术技术方案，具有如下优点：
31、1.本专利技术提供的氟包覆的正极材料的制备方法，包括如下步骤，将正极材料和含氟导电聚合物混合，煅烧得到氟包覆的正极材料，所述含氟导电聚合物为氟化物与导电聚合物混合制成。本专利技术通过采用氟化物对导电聚合物进行改性，制得的含氟导电聚合物包覆于正极材料表面，利用含氟导电聚合物的疏水性能可以有效减少空气中的水分对于正极材料的影响，通过氟化物对导电聚合物改性后，利用导电聚合物的金属结合位点具有一定的记忆性和选择性，使得含氟导电聚合物吸附充放电过程中产生的li化物和溶解的金属，防止金属的析出，不仅能够保持正极材料的导电性能，还能够提高材料的循环性能。
32、2.本专利技术提供的氟包覆的正极材料的制备方法，所述氟化物为lif、alf3、mgf2、caf2中的至少一种。本专利技术采用lif、alf3、mgf2、caf2氟化物改性导电聚合物，上述氟化物不仅能够吸附在电池充放电过程中被电解液溶解的金属，还能够抵抗电解质中hf的侵蚀，尤其，吸附的金属和hf会反应生成氟化物，进一步更有效的提高材料的循环性能。
33、3.本专利技术提供的氟包覆的正极材料的制备方法，所述导电聚合物为两种导电聚合物混合而成。由于导电聚合物在电极材料中的应用优缺点共存，例如，聚乙炔，具有优异的导电性能，可以用来制成充电电池，但是在空气不稳定的环境中，聚乙炔容易被氧化导致电导率急剧降低；再者，聚苯胺，虽然具有具有物理化学性能优异、结构多样、空气中稳定等特点，但是其加工性能、溶解性能、物理力学等性质差本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氟包覆的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所述的氟包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，含氟导电聚合物的质量为正极材料质量的0.1％～2％；和/或，
3.根据权利要求2所述的氟包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，所述导电聚合物为聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔和聚丙烯腈中的至少一种；和/或，
4.根据权利要求3所述的氟包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，所述导电聚合物为聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔和聚丙烯腈中的任意两种，该两种导电聚合物之间的质量比为(0.1～1):(0.1～1)；和/或，
5.根据权利要求4所述的氟包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，所述正极材料和含氟导电聚合物混合后的煅烧时间为6～10h，煅烧温度为200～240℃；和/或，
6.根据权利要求1-5任一项所述的氟包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，所述正极材料的制备方法包括将锂源与前驱体、掺杂金属混合、煅烧、粉碎制得；和/或，
7.根据权利要求6所述的氟包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，所
8.根据权利要求7所述的氟包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，所述前驱体为NiaCobAlc(OH)2时，其中，a：b:c为(0.80～0.96)：(0.02～0.12):(0～0.08)；和/或，
9.权利要求1-8任一项所述的氟包覆的正极材料制备方法制得的氟包覆的正极材料。
10.权利要求9所述的氟包覆的正极材料在电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种氟包覆的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所述的氟包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，含氟导电聚合物的质量为正极材料质量的0.1％～2％；和/或，
3.根据权利要求2所述的氟包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，所述导电聚合物为聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔和聚丙烯腈中的至少一种；和/或，
4.根据权利要求3所述的氟包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，所述导电聚合物为聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔和聚丙烯腈中的任意两种，该两种导电聚合物之间的质量比为(0.1～1):(0.1～1)；和/或，
5.根据权利要求4所述的氟包覆的正极材料的制备方法，其特征在于，所述正极材料和含氟导电聚合物混合后的煅烧时间为6～10h，煅烧温度为200～...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳赛，许开华，陈玉君，谢军，董园初，栗云鹏，李伟，周晓燕，
申请(专利权)人：格林美无锡能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。