本发明属于电池材料生产领域，具体地说，本发明涉及一种改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法。
背景技术：
1、相较于目前应用于电动汽车上的铅酸电池、钛酸锂电池与磷酸铁锂电池，高镍三元正极材料具有可逆能量密度高、环境友好、价格相对低廉等优点，被认为是当前最具发展潜力的锂离子动力电池材料，高镍三元正极材料发展至今，镍含量高于80％的电池材料在性能以及电极制备工艺等方面仍然存在许多困难，致使其没有实现大规模的商业化应用。
2、对于高镍系正极材料存在的问题主要集中在以下三个方面：
3、1、高镍系正极材料制备条件相对苛刻，制造难度大，材料中的二价镍难以完全被氧化成三价镍，两种价态的镍离子在材料中共存，会导致li/ni混排现象的出现，进而影响材料整体性能；
4、2、高镍三元正极材料是从镍酸锂材料演化而来，所以在充放电过程中会出现多次相变，反复的相变化会导致材料结构稳定性下降；
5、3、材料在高温烧结过程中，高镍三元正极材料表面易残留高碱性的锂残渣，这些锂残渣导致电池出现一系列副反应后将严重威胁电池的循环性能和安全性。
6、水洗是目前去除高镍三元正极材料表面锂残渣最普遍且最高效的工业化方法之一。水洗处理确实可以有效的去除lini0.8co0.1mn0.1o2材料表面的锂残渣，从而使材料的循环稳定性和结构稳定性得到了显著提高。但是，材料经过水洗处理后，其空气敏感效应并没有的到改善，反而更加严重。材料储存30天后，水洗处理后材料表面的锂残渣含量是未处理材料的两倍，并且更易产生影响材料循环稳定性的类nio岩盐相物质，因此，为了制备出电化学性能优异和加工性能良好的高镍三元正极材料，迫切需要研究者阐明水洗对材料的影响机理，优化水洗方式，用以制备具有电化学性能优异和加工性能良好的nca正极材料；
7、因为采用过锂烧结，所以各组材料均含有数量不等的锂残渣，材料在经过水洗处理后，lioh从1.025(wt.％)下降到0.101(wt.％)；li2co3从1.461(wt.％)下降到0.116(wt.％)，与此同时，过锂量10％的样品，li+溶失6.63％；al3+溶失23.14％，材料的放热温度也从226℃下降到219℃。水洗对材料电化学性能的影响主要体现在，nca1的放电容量由172mahg-1增长到181.8mahg-1。nca4的放电容量由178.9mah g-1增加到187.3mahg-1，但在循环50个周期后，容量保持率仅为91.3％。适当的提高nca的过锂量，并结合水洗处理可以提高nca材料的放电比容量和循环稳定性。但是，当nca材料烧结的过锂量超过3％时，经过水洗后的nca材料出现大量离子脱离现象。导致nca材料在充放电循环过程中的循环稳定性下降。
技术实现思路
1、为克服背景技术中存在的问题，本发明公开了一种改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法，所述改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法针对水洗金属离子溶失问题，系统研究了过锂量对烧结、水洗过程中金属离子迁移行为的影响规律，采用氟化铵水洗添加剂在深度去除锂残渣的同时在材料表面原位构筑高稳定性的氟化物包覆层，提高材料的电化学稳定性和结构稳定性，在探明材料水洗对于材料的破坏机理之后，本发明提出氟化铵辅助水洗lini0.815co0.15al0.035o2材料。研究结果表明，选用正确的加料方式可以在nca材料表面包覆了一层5nm左右的氟化物，并且可以在nca颗粒表面下1μm的区域形成了氟元素的体相梯度掺杂。电化学性能上，经过氟化铵水洗的nca2材料首次库伦效率为91.63％，初始放电容量为180.3mahg-1，50周循环后容量保持率为98.1％。
2、为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
3、所述改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法的步骤包括：
4、(1)ni0.815co0.15al0.035(oh)2前驱体与不同比例的lioh·h2o置于球磨混料罐中混合，将ni0.815co0.15al0.035(oh)2和lioh·h2o的混合物进行球磨混料得到混合物料；
5、(2)将混合物料置于刚玉磁舟内，在管式炉中纯氧气氛下进行烧结得到具有不同过锂量的li1+zni0.815co0.15al0.035o2正极材料，即不同过锂量的nca正极材料，并进行标记；
6、(3)对步骤(2)中不同过锂量的nca正极材料进行水洗处理，水洗处理是在nca粉末中加入超纯水及氟化铵混合的水洗液，在磁力搅拌器内搅拌后进行水洗处理；
7、(4)步骤(3)水洗后的nca正极材料进行抽滤，将抽滤后的nca粉末置于刚玉磁舟内，在管式炉中纯氧气氛下回火，得到水洗后的nca正极材料并进行标记。
8、作为优选：所述步骤(1)的混料罐中加入用于物料混合的聚氨酯球，ni0.815co0.15al0.035(oh)2、lioh·h2o与聚氨酯球的质量比为1:20。
9、作为优选：所述步骤(1)中ni0.815co0.15al0.035(oh)2和lioh·h2o的混合物以60转/分钟的速率球磨混料120分钟。
10、作为优选：所述步骤(2)中将混合物料置于刚玉磁舟内，在管式炉中纯氧气氛下，以550℃～750℃的温度下进行烧结4～12小时具有不同过锂量的li1+zni0.815co0.15al0.035o2正极材料。
11、作为优选：所述具有不同过锂量的li1+zni0.815co0.15al0.035o2正极材料，其中z的值分别为z＝0.01、0.03、0.05和0.10，上述不同过锂量的正极材料分别标记为nca1、nca2、nca3和nca4，标记后用去离子水清洗微波冲洗，烘干。
12、作为优选：所述步骤(3)中磁力搅拌器以400转/分钟的速率持续搅拌30分钟。
13、作为优选：所述步骤(4)中回火温度为150℃～250℃，回火时间为10～15小时，回火后得到水洗后的nca正极材料标记为ncaw1、ncaw2、ncaw3和ncaw4，标记后用去离子水清洗微波冲洗，烘干。
14、作为优选：所述nca1、nca2、nca3和nca4利用去离子水清洗微波冲洗至少冲洗4-6分钟，去离子水温度为20-30℃。
15、作为优选：所述ncaw1、ncaw2、ncaw3和ncaw4利用去离子水清洗微波冲洗至少冲洗4-6分钟，去离子水温度为20-30℃。
16、本发明的有意效果：所述改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法针对水洗金属离子溶失问题，系统研究了过锂量对烧结、水洗过程中金属离子迁移行为的影响规律，采用氟化铵水洗添加剂在深度去除锂残渣的同时在材料表面原位构筑高稳定性的氟化物包覆层，提高材料的电化学稳定性和结构稳定性。
1.改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法，其特征在于，所述改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法的步骤包括：
2.根据权利要求1中所述的改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法，其特征在于：所述步骤(1)的混料罐中加入用于物料混合的聚氨酯球，ni0.815co0.15al0.035(oh)2、lioh·h2o与聚氨酯球的质量比为1:20。
3.根据权利要求1中所述的改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法，其特征在于：所述步骤(1)中ni0.815co0.15al0.035(oh)2和lioh·h2o的混合物以60转/分钟的速率球磨混料120分钟。
4.根据权利要求1中所述的改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法，其特征在于：所述步骤(2)中将混合物料置于刚玉磁舟内，在管式炉中纯氧气氛下，以550℃～750℃的温度下进行烧结4～12小时具有不同过锂量的li 1+zni0.815co0.15al0.035o2正极材料。
5.根据权利要求1中所述的改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法，其特征在于：所述具有不同过锂量的li 1+zni0.815co0.15al0.035o2正极材料，其中z的值分别为z＝0.01、0.03、0.05和0.10，上述不同过锂量的正极材料分别标记为nca1、nca2、nca3和nca4，标记后用去离子水清洗微波冲洗，烘干。
6.根据权利要求1中所述的改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法，其特征在于：所述步骤(3)中磁力搅拌器以400转/分钟的速率持续搅拌30分钟。
7.根据权利要求1中所述的改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法，其特征在于：所述步骤(4)中回火温度为150℃～250℃，回火时间为10～15小时，回火后得到水洗后的nca正极材料标记为ncaw1、ncaw2、ncaw3和ncaw4，标记后用去离子水清洗微波冲洗，烘干。
8.根据权利要求5中所述的改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法，其特征在于：所述nca1、nca2、nca3和nca4利用去离子水清洗微波冲洗至少冲洗4-6分钟，去离子水温度为20-30℃。
9.根据权利要求7中所述的改善锂离子电池高镍正极材料水洗金属离子溶失的方法，其特征在于：所述ncaw1、ncaw2、ncaw3和ncaw4利用去离子水清洗微波冲洗至少冲洗4-6分钟，去离子水温度为20-30℃。