CN109786735A - 一种降低锂离子电池用高镍正极材料表面碱度的洗液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低锂离子电池用高镍正极材料表面碱度的洗液，洗液整体呈现弱酸性，按质量百分比，包括以下组分：溶质6％‑10％、溶剂80％‑92％、添加剂2.5％‑10％，所述溶质为乙酸酐、草酸、丁二酸酐，溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯，添加剂为表面活性剂，其成分为C原子数为6‑20的烷基葡萄糖苷、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种组合。本发明高镍锂离子电池正极材料经过本洗液进行5‑10分钟的浸泡、洗涤后有效的降低了材料表面碱度，经测试，材料表观pH值有明显下降。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，特别是涉及一种降低锂离子电池用高镍正极材料表面碱度的洗液。
背景技术
随着新能源动力电池的不断向前发展，对锂离子电池能量密度的要求也越来越高，目前单体电池的能量密度从一开始的100Wh/kg左右，已经发展到200-300Wh/kg，并且作为动力电池而言，要求这些电池具有良好的循环寿命。从正极材料角度来看，动力电池目前较为常见的体系有磷酸铁锂体系、锰酸锂体系、三元(镍钴锰111)体系以及高镍电正极材料体系等等。
其中，对于磷酸铁锂、锰酸锂以及111三元体系来说，其电池能量密度越来越难以胜任电动汽车长续航、轻量化的要求，因此以特斯拉为代表的高镍电池体系应运而生。这类电池体系以LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、以及NCA电池体系为代表，由于在材料结构中Ni的含量越高，可释放出的比能量也就越高。因此，从目前的发展脉络来看可实用化的300Wh/kg单体锂离子动力电池极有可能采用高镍体系来制造。
由于高镍三元材料(镍摩尔含量大于0.6)的反应活性较低，所合成的材料残余锂偏高，从而导致物料的碱度偏高，影响了高镍三元材料的极片加工性能。另外，高镍三元材料的残余锂与电解液发生副反应，从而导致正极材料晶体结构的塌陷，造成锂离子电池循环性能差，甚至在高温条件下容易出现鼓胀、爆炸、起火等不安全的问题。这些问题极大的限制了高镍三元材料在锂离子电池中的实际应用。
从国外进口的高端高镍三元材料虽然能够较好的处理材料表面碱度的问题，但往往成本偏高，不利于高比能量锂离子电池在国内的推广和应用。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的高镍三元材料表面碱度过高的技术问题而发明了一种降低锂离子电池用高镍正极材料表面碱度的洗液，用于有效降低材料碱度的同时，同时相比于高端进口材料的使用，成本大大降低，从这一角度来说也有助于推动材料高镍材料大面积推广和应用。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种降低锂离子电池用高镍正极材料表面碱度的洗液，洗液整体呈现弱酸性，按质量百分比，包括以下组分：
溶质 6％-10％
溶剂 80％-92％
添加剂 2.5％-10％
所述溶质为乙酸酐、草酸、丁二酸酐，乙酸酐、草酸、丁二酸酐占溶质总质量的百分比为：乙酸酐2％-2.5％、草酸2％-3.5％、丁二酸酐2％-4.5％；
所述溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯，碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯占洗液总质量的百分比为碳酸二甲酯0-90％、碳酸二乙酯0-30％、碳酸甲乙酯0-20％；
所述添加剂为表面活性剂，其成分为C原子数为6-20的烷基葡萄糖苷、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种组合。
本发明的有益效果是：高镍锂离子电池正极材料经过本洗液进行5-10分钟的浸泡、洗涤后有效的降低了材料表面碱度，经测试，材料表观pH值有明显下降。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：
实施例1
一种降低锂离子电池用高镍正极材料表面碱度的洗液，其溶质组成为乙酸酐：草酸：丁二酸酐＝2％：2％：2.5％(洗液总质量的百分比)，溶剂为碳酸二甲酯：碳酸二乙酯：碳酸甲乙酯＝50％：21％：20％(洗液总质量的百分比)，添加剂为十二烷基葡萄糖苷加入量为2.5％。
实施例2
一种降低锂离子电池用高镍正极材料表面碱度的洗液，其溶质组成为草酸3.5％(洗液总质量的百分比)，溶剂为碳酸二甲酯：碳酸二乙酯：碳酸甲乙酯＝50％：30％：11.5％(洗液总质量的百分比)，添加剂为十二烷基苯磺酸钠加入量为5％。
实施例3
一种降低锂离子电池用高镍正极材料表面碱度的洗液，其溶质组成为乙酸酐：草酸：丁二酸酐＝2％：3％：4％(洗液总质量的百分比)，溶剂为碳酸二甲酯：碳酸二乙酯：碳酸甲乙酯＝50％：20％：14％(洗液总质量的百分比)，添加剂为十二烷基葡萄糖苷：十二烷基苯磺酸钠＝2.5％：4.5％，添加剂总质量百分比为7％。
比较例1
将未进行洗涤的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料与在实施例1-3中进行洗涤10分钟并烘干的样品，进行表观pH值测定并比较：
表1实施例和比较例效果对比
| 表观pH值 | |
| 实施例1 | 8.67 |
| 实施例2 | 8.71 |
| 实施例3 | 8.92 |
| 比较例1 | 11.3 |
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
Claims (1)
1.一种降低锂离子电池用高镍正极材料表面碱度的洗液，其特征在于，洗液整体呈现弱酸性，按质量百分比，包括以下组分：
溶质 6％-10％
溶剂 80％-92％
添加剂 2.5％-10％
所述溶质为乙酸酐、草酸、丁二酸酐，乙酸酐、草酸、丁二酸酐占溶质总质量的百分比为：乙酸酐2％-2.5％、草酸2％-3.5％、丁二酸酐2％-4.5％；
所述溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯，碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯占洗液总质量的百分比为碳酸二甲酯0-90％、碳酸二乙酯0-30％、碳酸甲乙酯0-20％；
所述添加剂为表面活性剂，其成分为C原子数为6-20的烷基葡萄糖苷、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种组合。
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