【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及正极材料，具体是一种用于降低镍基正极材料表面残碱及相变的洗涤方法。
技术介绍
1、随着新能源汽车的快速发展，锂离子二次电池也得到极大的发展，也促进了正极材料的发展。目前市场上常用的为镍钴锰三元正极材料，特别是高镍三元正极材料的高能量密度优势，使其成为目前炙手可热的研究对象。但是ni含量过高会导致一系列问题。制备正极材料过程中容易发生li+/ni2+阳离子混占位现象，更为重要的是烧结后正极材料表面的残碱偏多，残碱以lioh和li2co3的形式存在。lioh的存在使后续的电池制作过程中浆料变成果冻状。影响材料加工性能。li2co3的存在与电解液反应，生成co2、hf等气体，使电池鼓包，甚至起火爆炸，带来的后果很严重。利用残留锂lioh和li2co3能溶于水的原理，对烧结后高镍镍基正极材料进行水洗去除残碱，是主要的去残碱方法。但是这种方法虽然可以洗去残碱，但也会带来很多问题，在洗涤的过程中需要大量的水，会造成人力物力财力上的浪费。由于正极材料颗粒与颗粒之间的空隙、表面特殊粗糙结构，水洗过滤后必然有一定量的水分残留，残留水量一般为5～10％，在水洗时从镍基正极材料表面溶解下来残碱，由于颗粒之间以及材料表面残留水的存在，在后续烘干的过程中，再次析出，依旧会残留在材料表面，导致水洗永远不能去除残碱。而且水洗的过程中，水会与材料表面发生h+与li+的无电子交换反应，会生成一种类niooh的物质。烘干过程中在高温条件下会加速残留水中的h+与镍基正极材料中的li+发生无电子交换反应，li+脱出后，由于电荷守恒，正极材料也需要脱出晶格
2、专利cn 113522868 a在纯水中加入一种非质子非极性溶剂，比如二硫化碳、氯苯，利用三者的密度不同，将水与镍基正极材料隔离开，避免在水洗过程中水分长时间接触镍基正极材料。专利cn 113394390 a在去离子水中加入一种非质子极性有机溶剂，比如乙醚、丙酮、环己烷、苯，这种是利用有机试剂主要起分散剂的作用以降低洗涤浆料的固含量，但不会破坏材料的晶体结构，不会降低材料的电化学性能。采用上述专利(cn113522868a、cn113394390 a)虽然能洗去材料表面的残碱，但是残留在材料内部的水分还是不能很好的除掉，水分会继续侵蚀材料。一类是通过加入可溶性锂盐来改善水洗过程中锂的损失。专利cn112086679 a在水洗液中加入一种可溶性锂盐，比如硫酸锂、硝酸锂、磷酸锂、氯化锂。有效抑制高镍镍基正极材料基体中li+过度析出，保证了水洗过程中高镍镍基正极材料的结构稳定性，避免了因水洗导致的高镍镍基正极材料锂离子的流失。采用该专利所报道的办法虽然能抑制在水洗过程中li+的过度析出，但是还是不能改变水对材料的侵蚀现状，影响材料的电化学性能。一类是通过对镍基正极材料进行包覆改性的方法来降低残碱。专利cn113044893 a利用射频等离子体在高镍镍基正极材料表面进行碳包覆，形成一种碳包覆层，来抑制残碱的生成。专利cn 112290014 a在水洗液中加入包覆物，比如al3o2、zro2、tio2、mgo2、alf3、zrf4、mgf2。在三元表面形成一层包覆层，来降低表面残碱的生成。专利cn110649252 a通过湿法包覆在镍基正极材料表面钝化包覆锆酸锂，降低了镍基正极材料表面残碱的形成。
3、采用上述专利(cn 113044893 a、cn 112290014 a、cn 110649252 a)虽然能够降低材料表面残碱的生成，但是工艺比较复杂不适合工业生产。所以为了既能降低表面残碱的生成，又能抑制残留水分对材料造成的破坏，需要在纯水中加入一种表面活性剂，这种表面活性剂一端具有亲水基团，一端具有亲油基团。在水洗时，纯水洗去材料表面的残碱，表面活性剂吸附颗之间和材料表面残留的水分，降低在水洗过程中对材料结构的破坏，减小表面相变，提高材料的电化学性能。
4、目前市场上虽然还有很多醇洗方式，虽然醇洗液也是一种除碱洗涤方式，但是醇洗成本更高，不利于实现商业化，而且醇洗需要通过加偶联剂来进行疏水，在通过表面活性剂放大偶联剂的亲氧化物性能，例如对比文件(cn115064694a)是一种醇洗液，主要是通过偶联剂的亲氧化物性，达到疏水作用，而对材料表面进行修饰；氟表面活性剂只是作用在偶联剂上面，放大偶联剂的亲氧化物性能，使之疏水更好，修饰更好。另外其本身是一种醇洗液，水分本来就不高，所以疏水更好，因此，对于水洗并没有直接的技术启示效果。
5、针对上述问题，我们提供了一种用于降低镍基正极材料表面残碱及相变的洗涤方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于降低镍基正极材料表面残碱及相变的洗涤方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术是在常规水洗工艺上，在水中加入一种表面活性剂，既能洗去材料表面的残碱，又能将在水洗过程中浸入到材料内部的水分给吸附出来，可以避免烘干过程中水中h+与正极材料表面的li+的无电子交换反应，减小表面相变，本专利技术提供如下的具体技术方案：
3、镍基正极材料化学式为linixcoymnzmwo2，其中m代表铝、镁、锆、钇、铌、锶、钽、钨等，并不限于以上；0.9≤x≤1，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1，0≤w≤0.05，x+y+z+w＝1；
4、一种用于降低镍基正极材料表面残碱及相变的洗涤方法，包括以下步骤：
5、步骤一：提供洗涤液，洗涤液包括水和与水互溶的表面活性剂。
6、步骤二：将待水洗的镍基正极材料加入到所述洗涤液中洗涤，随后经过滤、干燥，得到低残碱值的正极材料；
7、所述步骤一中使用的与水互溶的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和高碳脂肪醇聚乙烯醚的一种或多种；
8、所述步骤一中表面活性剂与水的质量比为1:(1～5)；
9、所述步骤二中的洗涤如下进行：将所述洗涤液和镍基正极材料在反应釜中混合，镍基正极材料与所述洗涤液的质量比为1:(1～3)。
10、作为本专利技术进一步的方案：所述反应釜中混合洗涤液和镍基正极材料的温度为30～60℃。
11、作为本专利技术再进一步的方案：所述干燥温度为：0～120℃。
12、作为本专利技术再进一步的方案：所述干燥时间为：2.5～4h。
13、作为本专利技术再进一步的方案：所述反应釜中采用搅拌混合，搅拌转速为60～100rpm，搅拌洗涤时间为10～30min。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
15、1、本专利技术所用表面活性剂为与水互溶的表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠和高碳脂肪醇聚乙烯醚的一种或多种，为非质子极性溶剂，其一端亲水本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于降低镍基正极材料表面残碱及相变的洗涤方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于降低镍基正极材料表面残碱及相变的洗涤方法，其特征在于，所述反应釜中混合洗涤液和镍基正极材料的温度为30～60℃。
3.根据权利要求2所述的一种用于降低镍基正极材料表面残碱及相变的洗涤方法，其特征在于，所述步骤二中干燥温度为：0～120℃。
4.根据权利要求3所述的一种用于降低镍基正极材料表面残碱及相变的洗涤方法，其特征在于，所述步骤二中干燥时间为：2.5～4h。
5.根据权利要求2所述的一种用于降低镍基正极材料表面残碱及相变的洗涤方法，其特征在于，所述反应釜中采用搅拌混合，搅拌转速为60～100rpm，搅拌洗涤时间为10～30min。
【技术特征摘要】
1.一种用于降低镍基正极材料表面残碱及相变的洗涤方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于降低镍基正极材料表面残碱及相变的洗涤方法，其特征在于，所述反应釜中混合洗涤液和镍基正极材料的温度为30～60℃。
3.根据权利要求2所述的一种用于降低镍基正极材料表面残碱及相变的洗涤方法，其特征在于，所述步骤二中干...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶飞，丁嘉琪，刘国标，王璐瑶，孙建，崔爽，郭鹏，
申请(专利权)人：新乡天力锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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