一种高镍正极材料的湿法表面处理方法及所得材料和应用技术

本发明专利技术公开了一种高镍正极材料的湿法表面处理方法及所得材料和应用，属于锂电材料技术领域。高镍正极材料的湿法表面处理方法包括：使用强氧化性气体对水洗压滤后的含水高镍正极材料进行循环吹扫，以降低高镍正极材料表面的残碱，其中，强氧化性气体为ClO2、Cl2、Cl2O和Cl2O7中的一种或几种，且强氧化性气体的用量为高镍正极材料总质量的0.1%

【技术实现步骤摘要】
一种高镍正极材料的湿法表面处理方法及所得材料和应用


[0001]本专利技术涉及锂电材料
，具体而言，涉及一种高镍正极材料的湿法表面处理方法及所得材料和应用。

技术介绍

[0002]现有高镍材料在初次高温烧结后的后处理工序一般为:破碎
→
水洗
→
压滤
→
干燥
→
二烧。
[0003]高镍材料需要水洗的原因主要是材料在一烧反应后表面残留的碱性物质过多（主要是氢氧化锂和碳酸锂），而水洗的本质则是将材料表面残留的氢氧化锂和碳酸锂溶解在水中并带走。但实际上，由于高镍材料属于多孔性的固体粉体，水洗后附着在高镍材料颗粒表面及内部的孔隙水也往往包含了一定量的残碱成分，同时还会带来容量和循环性能方面的明显下降，如何快速有效的降低锂电材料表面的残碱并提升材料的电化学性能是亟待解决的问题。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高镍正极材料的湿法表面处理方法及所得材料和应用。
[0006]本专利技术是这样实现的：本专利技术提供一种高镍正极材料的湿法表面处理方法，其包括：使用强氧化性气体对水洗压滤后的含水高镍正极材料进行循环吹扫，以降低高镍正极材料表面的残碱，其中，强氧化性气体为ClO2、Cl2、Cl2O和Cl2O7中的一种或几种，且强氧化性气体的用量为高镍正极材料总质量的0.1%
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0.5%。
[0007]本专利技术还提供一种锂电材料，根据上述湿法表面处理方法制备而得。
[0008]本专利技术还提供上述锂电材料在制备锂电池上的应用。
[0009]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供一种高镍正极材料的湿法表面处理方法及所得材料和应用，其包括：使用强氧化性气体对水洗压滤后的含水高镍正极材料进行循环吹扫，以降低高镍正极材料表面的残碱，其中，强氧化性气体为ClO2、Cl2、Cl2O和Cl2O7中的一种或几种，且强氧化性气体的用量为高镍正极材料总质量的0.1%
‑
0.5%。本专利技术利用强氧化性气体可与碱发生反应的特点，将强氧化性气体通入到水洗压滤后的含水物料里，使其与压滤料表面残留在水中的残碱发生反应，生成更易溶于水的物质，更利于在吹扫过程中被带走，即使残留在物料中也不增加材料的残碱值，实现了对物料残碱值的明显降低。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0011]图1为实施例1和对比例1，3，4的首圈充放电曲线图；图2为实施例1和对比例1，3的50圈循环稳定性图。
具体实施方式
[0012]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0013]本专利技术的目的在于提供一种高镍正极材料的湿法表面处理方法及所得材料和应用。
[0014]为实现本专利技术的上述目的，特采用以下的技术方案。
[0015]第一方面，本专利技术实施例提供一种高镍正极材料的湿法表面处理方法，其包括：使用强氧化性气体对水洗压滤后的含水高镍正极材料进行循环吹扫，以降低高镍正极材料表面的残碱，其中，强氧化性气体为ClO2、Cl2、Cl2O和Cl2O7中的一种或几种，且强氧化性气体的用量为高镍正极材料总质量的0.1%
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0.5%。
[0016]表面残碱是影响锂电材料电化学性能和电池加工工艺（匀浆）的一个重要因素。通常采用水洗处理可以有效降低高镍正极材料表面的残碱，但由于高镍本身对水的敏感性，以及洗涤水在材料内部空隙的残留带来的氢离子与锂离子交换导致材料在容量和循环性能方面的发生了明显下降。
[0017]为了能有效降低高镍正极材料表面的残碱含量同时提升材料的电化学性能，专利技术人经过长期的实践，提出一种高镍正极材料的湿法表面处理方法，其包括：使用强氧化性气体对水洗压滤后的含水高镍正极材料进行循环吹扫，以降低高镍正极材料表面的残碱，其中，强氧化性气体为ClO2、Cl2、Cl2O和Cl2O7中的一种或几种。虽然在在通常情况下，Cl2O7为无色易挥发的油状液体，但由于Cl2O7极易挥发，可利用其易挥发成气态的特性使其变成气体后使用。
[0018]以下以强氧化性气体为ClO2气体为例，采用ClO2气体对水洗压滤物料（湿料）进行处理，将高镍正极材料表面的残碱LiOH转变为无碱性的亚氯酸锂和氯酸锂，整体上降低了产品的残碱指标。这是因为：在常规的高镍材料在水洗压滤后，依然有高达5%
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8%的水残留在压滤物料中，这些残留水也同时将一些残碱保留在了材料中。而ClO2具有以下的性质：极易溶于水而不与水反应，几乎不发生水解（水溶液中的亚氯酸和氯酸只占溶质的2%）；在水中的溶解度是氯的5
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8倍，溶于碱溶液而生成亚氯酸盐和氯酸盐。因此，本专利技术实施例提供的方案，针对高镍正极材料水洗压滤后含一定水分的“湿料”直接进行处理，利用ClO2气体易溶于水的特性使气态的ClO2吸附并溶于湿料表面及空隙的水膜层中，与物料颗粒表面及内部空隙水膜层中的LiOH进行反应，进一步形成溶解性更好的LiClO
2 和LiClO3，利于在吹扫过程中被带走，即使继续残留在物料中也不增加物料的残碱指标，实现了对物料残碱值的明显降低，涉及的反
应如下：2LiOH + 2ClO
2 →
LiClO
2 + LiClO
3 + H2O可见，本专利技术实施例提供的技术方案巧妙利用二氧化氯本身易溶于水却不与冷水发生反应，而可与碱发生反应的特点，在遵循现有的高镍正极材料处理工艺的基础上，使用ClO2气体对压滤物料（湿料）进行吹扫处理，将LiOH转变为无碱性的亚氯酸锂和氯酸锂，并且上述的物质在循环吹扫过程中，极易被带走，从而极大的降低了产品的残碱指标，实现表面处理的效果。
[0019]在可选的实施方式中，循环吹扫包括以下步骤：将高镍正极材料水洗压滤后，制控滤饼的含水量为3%
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8%，使用浓度为1%
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10%的强氧化性气体的混合气对高镍正极材料进行循环吹扫。
[0020]在可选的实施方式中，强氧化性气体的混合气为强氧化性气体与非氧化性气体混合的混合气。气态二氧化氯不稳定，受热或遇光易分解成氧气和氯气，引起爆炸；遇到有机物等能促进氧化作用的物质时也可产生爆炸。气体二氧化氯用空气冲稀到 10%（V/V）以下的浓度时较为安全。
[0021]在可选的实施方式中，还包括：将循环吹扫后的物料在真空压力≤0.01MP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高镍正极材料的湿法表面处理方法，其特征在于，其包括：使用强氧化性气体对水洗压滤后的含水高镍正极材料进行循环吹扫，以降低所述高镍正极材料表面的残碱，其中，所述强氧化性气体为ClO2、Cl2、Cl2O和Cl2O7中的一种或几种，且所述强氧化性气体的用量为所述高镍正极材料总质量的0.1%
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0.5%。2.根据权利要求1所述的湿法表面处理方法，其特征在于，所述循环吹扫包括以下步骤：将所述高镍正极材料水洗压滤后，制控滤饼的含水量为3%
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8%，使用含有强氧化性气体的混合气体对所述高镍正极材料进行循环吹扫。3.根据权利要求2所述的湿法表面处理方法，其特征在于，所述含有强氧化性气体的混合气体为含有强氧化性气体体积分数为1%
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10%的混合气体，且所述混合气体为含有强氧化性气体与非氧化性气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：范未峰，张珏，雷英，张彬，王政强，张郑，
申请(专利权)人：宜宾锂宝新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：