一种降低三元材料表面lioh含量的方法
技术领域
1.本发明涉及一种降低锂离子电池正极材料表面强碱的方法，具体涉及一种降低三元材料表面lioh含量的方法。
背景技术：
2.锂离子电池作为一种高比能量电源，其具有能量密度高、高电压平台、无记忆效应，工作温度范围宽，对环境无污染，已被广泛应用于家电照明、交通工具、煤矿、航空航海等。随着人们对材料的深入研究，比容量高的三元材料进入了人们的视线。众所周知，高镍三元材料是未来高能量密度动力电池应用方向，为何一直用不好呢，其中一个最重要的原因就是材料碱性大，碱性来源于三元材料合成中锂盐过量，这些锂盐以游离锂离子的存在形式以氧化物、氢氧化物及碳酸盐等，这些锂的可溶性盐使得三元材料的ph值较高，ph值过高，首先不利于浆料的分散和搅拌，易使粘结剂pvdf出现团聚现象，电池浆料粘度增大甚至出现凝胶状。并且ph值过高的材料会与铝箔发生化学反应，生成al(oh)3，产生絮状沉淀，对锂离子的传递产生一定的阻碍作用。降低三元材料表面lioh含量，有利于解决上述问题，并改善电池的电化学性能及循环性能。
技术实现要素：
3.本发明所要解决的技术问题是：如何降低三元材料表面lioh含量，从而改善正极制浆分散性，提高材料的电化学性能。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种降低三元材料表面lioh含量的方法，以三元材料为原料，通入二氧化碳和水，对三元材料进行处理；将处理后的三元材料置于真空箱中加热，然后球磨蹍碎。
5.优选地，所述三元材料与水的比例为100g：1.4ml；所述二氧化碳过量。
6.优选地，所述处理的时间为20min。
7.优选地，加热的温度为120℃，保温30-60min。
8.与现有技术相比，本发明的技术效果在于：
9.1)本发明通过加入水和二氧化碳，在弱酸环境下将三元材料表面的强碱lioh转换成弱碱性碳酸锂，从而降低三元材料的ph值，该方法简单易操作，成本低廉。
10.2)相对于传统水洗的方法，该工艺通过弱酸性环境下碳酸与三元材料表面残碱的化学反应，能够更加快捷、高效地降低材料表面的lioh含量，从而降低三元材料的ph值，改善正极制浆分散性和电池的电化学性能发挥。
附图说明
11.图1是实施例1镍钴锰三元材料的处理不同时间后的lioh含量。
具体实施方式
12.为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
13.实施例1
14.一种降低三元材料表面lioh含量的方法，包括以下步骤：
15.1)分别称取100g市场销售的ncm811型三元材料粉末(分子式：lini
0.8
co
0.1
mn
0.1
o2)，放入三个容器中，用带刻度的滴管分别加入1ml、1.4ml、2ml水，在容器中通入过量的纯co2，反应时间足够长，用酸碱滴定法检测三元材料的ph及lioh、li2co3浓度。当100g三元材料中加热1.4ml水时，反应结束后，测得lioh的浓度为微量；当100g三元材料中加入2ml水时，反应结束后，测得lioh的浓度为21.4μmol/g，由于水分过量，多余的水分形成晶格锂，使lioh浓度回升。
[0016] co2phlioh(μmol/g)li2co3(μmol/g)ncm无11.74208.8174.8ncm-1ml h2o充足10.6398.7326.0ncm-1.4ml h2o充足9.98微量408.1ncm-2ml h2o充足10.121.4397.7
[0017]
2)称取100g市场销售的ncm811型三元材料粉末(分子式：lini
0.8
co
0.1
mn
0.1
o2)，放在容器中，用带刻度的滴管加入1.4ml水，在容器中通入过量的纯co2，控制通入纯co2气体的时间分别为2min、4min、6min、8min、10min、12min、14min、16min、18min、20min。每到一个时间点取出样品进行酸碱滴定，检测三元材料的ph值及lioh、li2co3浓度。
[0018][0019]
3)将实验得到的粉末放在真空干燥箱中以加热至120℃，保温30-60min，得到处理后的ncm三元正极材料。
[0020]
4)上述正极材料处理不同时间后的lioh含量如图1所示。
[0021]
实施例2
[0022]
称取100g的市场销售的ncm433型三元材料粉末(分子式：lini
0.4
co
0.3
mn
0.3
o2)，放在容器中，用带刻度的滴管加入1.4ml水，在容器中通入足量的纯co2，控制通入纯co2气体的时间为20min。取出样品进行酸碱滴定，检测三元材料的ph值及lioh、li2co3浓度，ph值9.95，lioh浓度值微量，li2co3＝404.2(μmol/g)。
[0023]
实施例3
[0024]
称取100g的市场销售的ncm523型三元材料粉末(分子式：lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2)，放入容器中，用带刻度的滴管加入1.4ml水，在容器中通入过量的纯co2，控制通入纯co2气体的时间为20min，用酸碱滴定法检测三元材料的ph及lioh、li2co3浓度，ph值9.91，lioh浓度值微量，li2co3＝412.1(μmol/g)。
技术特征：
1.一种降低三元材料表面lioh含量的方法，其特征在于，以三元材料为原料，通入二氧化碳和水，对三元材料进行处理；将处理后的三元材料置于真空箱中加热，然后球磨蹍碎。2.如权利要求1所述的降低三元材料表面lioh含量的方法，其特征在于，所述三元材料与水的比例为100g：1.4ml；所述二氧化碳过量。3.如权利要求1所述的降低三元材料表面lioh含量的方法，其特征在于，所述处理的时间为20min。4.如权利要求1所述的降低三元材料表面lioh含量的方法，其特征在于，将加热的温度为120℃，保温30-60min。
技术总结
本发明公开了一种降低三元材料表面LiOH含量的方法，以三元材料为原料，通入二氧化碳和水，对三元材料进行处理；将处理后的三元材料置于真空箱中加热，然后球磨蹍碎。本发明采用加入水和二氧化碳，将三元材料表面的强碱LiOH转换成弱碱，降低三元材料表面LiOH含量，从而降低三元材料的pH值，改善正极制浆分散性和电池的电化学性能发挥。和电池的电化学性能发挥。和电池的电化学性能发挥。
技术研发人员：苏玲 司健 梁勇 江艺 栗方勇 王健
受保护的技术使用者：上海超碳石墨烯产业技术有限公司
技术研发日：2021.09.22
技术公布日：2022/2/7