CN108298598A - 一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，通过配置专用洗涤液，通过超声搅拌洗涤以及干燥等步骤，对表面残锂严重的镍钴铝酸锂正极材料进行洗涤，从而大幅度降低镍钴铝酸锂正极材料的表面残锂，是使用本发明方法，清洗后的镍钴铝酸锂正极材料，其表面残锂程度低于0.05%，大幅度改善了镍钴铝酸锂正极材料的电化学性能，从而提高了锂电池的能量密度，促进了电动汽车行业的发展。

Description

一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法
技术领域
本发明属于锂电池领域，具体涉及一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法。
背景技术
随着人民生活水平的提高，人们对于环境污染的关注也日益提高。而PM 2.5作为重要的空气污染物，也被人们日渐熟知。而PM2.5的最主要来源在于传统内燃机汽车排放的尾气，为减少PM2.5的排放因此新能源电动汽车的发展、替换传统内燃机汽车已成为大势所趋，同时随着能源危机的日益加重，电动汽车的开发和应用成为全球关注的焦点。
然而，现阶段由于动力电池续航能力不足、充电速度慢、成本偏高等问题制约了电动汽车普及发展，这也是让很多消费者望而却步的主要原因，镍钴铝酸锂动力锂电的性价比在很大程度上影响了电动汽车的市场普及程度。镍钴铝酸锂正极材料是动力锂电的核心关键材料，现下使用的镍钴铝酸锂正极材料普遍存在表面残锂（残锂指氢氧化锂、碳酸锂、碳酸氢锂及其它形态存在的锂化合物杂质）严重的情况，严重影响镍钴铝酸锂正极材料的电化学性能，制约锂电池的能量密度，因此，正极材料的电化学性能的好坏与电动汽车的运行和续航里程息息相关。
发明内容
为改善镍钴铝酸锂正极材料的电化学性能，提高锂电池能量密度，本发明公开了一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法。
具体的技术方案如下：
一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
1、配制洗涤液，加溶质溶于溶剂中，洗涤液浓度控制在0~1.5mol/L，其中，所述溶剂为蒸馏水，所述溶质为硫酸盐或氯化盐；
2、将洗涤液加入超声洗涤池，控制洗涤液温度在30~45℃，并保温；
3、将镍钴铝酸锂正极材料置于超声洗涤池内，进行超声搅拌洗涤10~60Min，搅拌效率控制在30R~45R/Min；
4、待超声洗涤完成，将超声洗涤池内的洗涤液连同镍钴铝酸锂正极材料一并倒出，并使用滤网将洗涤后的镍钴铝酸锂正极材料滤出；
5、滤出后的镍钴铝酸锂正极材料置于干燥设备中，于10KPa~50Kpa下干燥，以使固液分离，即可得到降低表面残锂的镍钴铝正极材料。
上述的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其中，所述镍钴铝酸锂正极材料化学式为Li1+xNiaCobAlcO2，其中a+b+c=1，0.001<x≤0.1，0.7<a≤0.85，0.1<b≤0.15，0.05≤c<0.2。
上述的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其中，所述氯化盐为氯化铝、氯化锌、氯化亚锡中的一种或几种的混合物。
上述的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其中，所述硫酸盐为硫酸铝、硫酸锌、硫酸亚锡中的一种或几种的混合物。
上述的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其中，步骤3中，所述镍钴铝酸锂正极材料与洗涤液的固液比在0.1~4之间。
上述的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其中，步骤4中，所述滤出的镍钴铝酸锂正极材料需经过至少2次的蒸馏水冲洗。
上述的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其中，步骤5中，所述干燥设备为水浴干燥设备或者油浴干燥设备。
本发明的有益效果为：
本发明公开的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，通过配置专用洗涤液，通过超声搅拌洗涤以及干燥等步骤，对表面残锂严重的镍钴铝酸锂正极材料进行洗涤，从而大幅度降低镍钴铝酸锂正极材料的表面残锂，是使用本发明方法，清洗后的镍钴铝酸锂正极材料，其表面残锂程度低于0.05%，大幅度改善了镍钴铝酸锂正极材料的电化学性能，从而提高了锂电池的能量密度，促进了电动汽车行业的发展。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。
实施例一
一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
1、配制洗涤液，加溶质溶于溶剂中，洗涤液浓度控制在0.7mol/L，其中，所述溶剂为蒸馏水，所述溶质为氯化盐；
2、将洗涤液加入超声洗涤池，控制洗涤液温度在30℃，并保温；
3、将镍钴铝酸锂正极材料置于超声洗涤池内，进行超声搅拌洗涤40Min，搅拌效率控制在35R/Min；
4、待超声洗涤完成，将超声洗涤池内的洗涤液连同镍钴铝酸锂正极材料一并倒出，并使用滤网将洗涤后的镍钴铝酸锂正极材料滤出；
5、滤出后的镍钴铝酸锂正极材料置于干燥设备中，于30Kpa下干燥，以使固液分离，即可得到降低表面残锂的镍钴铝正极材料。
其中，所述镍钴铝酸锂正极材料化学式为Li1+xNiaCobAlcO2，其中a+b+c=1，0.001<x≤0.1，0.7<a≤0.85，0.1<b≤0.15，0.05≤c<0.2。
所述氯化盐为氯化铝，步骤3中，所述镍钴铝酸锂正极材料与洗涤液的固液比在2.5之间，步骤4中，所述滤出的镍钴铝酸锂正极材料需经过至少2次的蒸馏水冲洗，步骤5中，所述干燥设备为水浴干燥设备。
实施例二
一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
1、配制洗涤液，加溶质溶于溶剂中，洗涤液浓度控制在0.9mol/L，其中，所述溶剂为蒸馏水，所述溶质为硫酸盐；
2、将洗涤液加入超声洗涤池，控制洗涤液温度在40℃，并保温；
3、将镍钴铝酸锂正极材料置于超声洗涤池内，进行超声搅拌洗涤50Min，搅拌效率控制在30R/Min；
4、待超声洗涤完成，将超声洗涤池内的洗涤液连同镍钴铝酸锂正极材料一并倒出，并使用滤网将洗涤后的镍钴铝酸锂正极材料滤出；
5、滤出后的镍钴铝酸锂正极材料置于干燥设备中，于40Kpa下干燥，以使固液分离，即可得到降低表面残锂的镍钴铝正极材料。
其中，所述镍钴铝酸锂正极材料化学式为Li1+xNiaCobAlcO2，其中a+b+c=1，0.001<x≤0.1，0.7<a≤0.85，0.1<b≤0.15，0.05≤c<0.2。
所述硫酸盐为硫酸铝，步骤3中，所述镍钴铝酸锂正极材料与洗涤液的固液比在4之间，步骤4中，所述滤出的镍钴铝酸锂正极材料需经过至少2次的蒸馏水冲洗，步骤5中，所述干燥设备为油浴干燥设备。
实施例三
一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
1、配制洗涤液，加溶质溶于溶剂中，洗涤液浓度控制在1.3mol/L，其中，所述溶剂为蒸馏水，所述溶质为氯化盐；
2、将洗涤液加入超声洗涤池，控制洗涤液温度在45℃，并保温；
3、将镍钴铝酸锂正极材料置于超声洗涤池内，进行超声搅拌洗涤60Min，搅拌效率控制在45R/Min；
4、待超声洗涤完成，将超声洗涤池内的洗涤液连同镍钴铝酸锂正极材料一并倒出，并使用滤网将洗涤后的镍钴铝酸锂正极材料滤出；
5、滤出后的镍钴铝酸锂正极材料置于干燥设备中，于45Kpa下干燥，以使固液分离，即可得到降低表面残锂的镍钴铝正极材料。
其中，所述镍钴铝酸锂正极材料化学式为Li1+xNiaCobAlcO2，其中a+b+c=1，0.001<x≤0.1，0.7<a≤0.85，0.1<b≤0.15，0.05≤c<0.2。
所述氯化盐为氯化亚锡，步骤3中，所述镍钴铝酸锂正极材料与洗涤液的固液比在4之间，步骤4中，所述滤出的镍钴铝酸锂正极材料需经过至少2次的蒸馏水冲洗，步骤5中，所述干燥设备为水浴干燥设备。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
1、配制洗涤液，加溶质溶于溶剂中，洗涤液浓度控制在0~1.5mol/L，其中，所述溶剂为蒸馏水，所述溶质为硫酸盐或氯化盐；
2、将洗涤液加入超声洗涤池，控制洗涤液温度在30~45℃，并保温；
3、将镍钴铝酸锂正极材料置于超声洗涤池内，进行超声搅拌洗涤10~60Min，搅拌效率控制在30R~45R/Min；
4、待超声洗涤完成，将超声洗涤池内的洗涤液连同镍钴铝酸锂正极材料一并倒出，并使用滤网将洗涤后的镍钴铝酸锂正极材料滤出；
5、滤出后的镍钴铝酸锂正极材料置于干燥设备中，于10KPa~50Kpa下干燥，以使固液分离，即可得到降低表面残锂的镍钴铝正极材料。
2.如权利要求1所述的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其特征在于，所述镍钴铝酸锂正极材料化学式为Li1+xNiaCobAlcO2，其中a+b+c=1，0.001<x≤0.1，0.7<a≤0.85，0.1<b≤0.15，0.05≤c<0.2。
3.如权利要求1所述的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其特征在于，所述氯化盐为氯化铝、氯化锌、氯化亚锡中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求1所述的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其特征在于，所述硫酸盐为硫酸铝、硫酸锌、硫酸亚锡中的一种或几种的混合物。
5.如权利要求1所述的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其特征在于，步骤3中，所述镍钴铝酸锂正极材料与洗涤液的固液比在0.1~4之间。
6.如权利要求1所述的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其特征在于，步骤4中，所述滤出的镍钴铝酸锂正极材料需经过至少2次的蒸馏水冲洗。
7.如权利要求1所述的一种降低镍钴铝酸锂正极材料表面残锂的方法，其特征在于，步骤5中，所述干燥设备为水浴干燥设备或者油浴干燥设备。
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