【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种高镍正极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、近年来，随着碳中和目标的提出，新能源行业得到了快速的发展，锂离子电池是新能源行业的一种储能装置，被广泛的应用在新能源汽车、电动工具、储能电站等领域，高镍正极材料属于锂离子电池正极的一类，因为其具有高能量密度、低金属元素成本等特点逐渐变得热门起来。
2、然而高镍正极材料对水分极其敏感，往往材料表面的lioh和li2co3含量较高，所以高镍正极材料在合成过程中经常会用到水洗工艺，现在常用的高镍正极材料水洗方法是按照一定的水料比搅拌一定的时间，再抽滤或压滤，最后进行烘干，然而在烘干之前的物料通常含水量还高达2.5％以上，材料表面依然残留较多水分，锂具有亲水性，在烘干的过程中相当于给li+的析出提供了一个“拖拽力”，导致晶格里的锂析出，另外干燥过程中，干燥设备中的水汽即使在真空泵的作用下仍然不可能及时被排走，这就给材料表面碱量的增加提供了可乘之机，导致材料电性能和安全性能的下降；另外水分在较高的温度下脱除会加剧材料的团聚现象，也会造成材料性能的下降；最后就是高镍正极材料水洗之后的烘干工艺，需要消耗大量的电能以及较长的烘干时间，也会造成生产效率的降低，导致生产成本的增加。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中，高镍正极材料表面由于常规水洗工艺残留大量水，现有技术对高镍正极材料进行干燥会导致高镍正极材料的团聚，而表面残留水与材料的团聚均导致高镍正极材料的电性能和
2、本专利技术第一方面保护一种高镍正极材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
3、s1、将高镍前驱体、氢氧化锂进行混合、烧结、粉碎得到一烧料；
4、s2、将所述一烧料进行水洗、分离、得到待干燥料；
5、s3、将吸水树脂与所述待干燥料混合、烘干、得到烘干料；
6、s4、将所述烘干料进行表面包覆，得到高镍正极材料。
7、本专利技术中，“高镍前驱体”是指镍含量＞70mol％的含镍前驱体。
8、根据本专利技术，所述高镍前驱体选自ncm、nca和nc中的至少一种。
9、根据本专利技术，所述高镍前驱体与氢氧化锂的锂化配比为(1-1.2):1。
10、本专利技术中，“锂化配比”是指氢氧化锂中的锂摩尔数与高镍前驱体中镍钴锰的摩尔数总和的比例。
11、根据本专利技术，所述烧结的条件包括：烧结的温度为700-900℃，烧结的氛围为氧气，烧结的时间为8-24h。
12、根据本专利技术，水洗中，所述一烧料与水的重量比为1:(0.5-2)。
13、根据本专利技术，所述水洗的条件包括：水洗温度为10-60℃，水洗搅拌速度为300-500r/min，水洗时间为5-30min。
14、本专利技术中，对于水洗后的材料，采用抽滤或压滤的方式分离物料和水分，得到待干燥料。
15、根据本专利技术，所述烘干的条件包括：烘干温度为80-150℃，烘干时间为4-24h。
16、本专利技术中，烘干后，经过过筛分离，将高镍正极材料与富马海松酸酯-丙烯酸共聚物分开。
17、根据本专利技术，以所述待干燥料的重量为基准，所述吸水树脂的用量为1wt％-10wt％。
18、根据本专利技术，所述吸水树脂为含有吸水基团的共聚物，所述吸水基团选自羧基、羟基和氨基中的至少一种。
19、根据本专利技术，所述吸水树脂选自富马海松酸酯-丙烯酸共聚物。
20、根据本专利技术，所述富马海松酸酯-丙烯酸共聚物的平均粒径的尺寸为100-500μm。
21、本专利技术中，所述富马海松酸酯-丙烯酸共聚物的平均粒径的尺寸的测试方法为：粒度仪测试。
22、根据本专利技术，所述富马海松酸酯-丙烯酸共聚物的数均分子量为50-100kda。
23、本专利技术中，所述富马海松酸酯-丙烯酸共聚物的数均分子量的测试方法为：gpc测试。
24、根据本专利技术，干燥冷却后得到烘干料，所述烘干料的水分含量为500-1500ppm。
25、根据本专利技术，所述制备方法还包括：采用包覆材料对所述烘干料进行包覆，得到高镍正极材料，包覆可以是化学包覆或物理包覆。
26、本专利技术第二方面保护一种前述的制备方法处理得到的高镍正极材料。
27、本专利技术第三方面保护一种前述的高镍正极材料在锂离子电池领域的应用。
28、电池组装方式，混合三元高镍正极材料与乙炔黑、聚偏氟乙烯(pvdf)各组分的配比是常规的，典型非限定性地，三元高镍正极材料、乙炔黑、pvdf的质量比为95:2.5:2.5，得到正极浆料，然后将浆料涂覆在铝箔上烘干，得到正极极片，最后将正极极片与电解液1mol/l的六氟磷酸锂(lipf6)溶液中，(lipf6溶液的溶剂为体积比1:1:1的碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二甲酯(dmc)的混合溶剂)、隔膜(聚丙烯微孔膜)、负极片(锂片)组装，制备扣式电池。
29、本专利技术技术方案，具有如下优点：
30、1、本专利技术提供的高镍正极材料的制备方法，将高镍前驱体、氢氧化锂、进行混合、烧结、粉碎得到一烧料；将一烧料进行水洗、分离、得到待干燥料；将吸水树脂与待干燥料混合、烘干、得到烘干料；将烘干料进行表面包覆，得到高镍正极材料。烧结与水洗结合能够得到具有特定初始表面水分的待干燥料，再通过吸水树脂与待干燥料混合，能够提高干燥效率，与传统干燥方式对比可以缩短干燥时间和降低干燥温度且具有更低的水分，从而降低了材料表面的碱量，并且减少了高镍正极材料中的锂析出量与团聚现象，由高镍正极材料制备的电池，具有更好的电学性能。
31、2、多样化的吸水基团，提高聚合物的耐盐碱性能，其中，富马海松酸酯-丙烯酸共聚物中来自富马海松酸酯的结构单元，采用的原料是松香，松香含有两个双键的一元酸的三环菲骨架的树脂酸，在受热时，树脂酸之间可以发生相互异构化，进而可以化学改性，制备出具有多羧基、羟基或氨基等吸水基团的可聚合松香衍生物。富马海松酸酯-丙烯酸共聚物具备较大的空间位阻，也有利于提高聚合物交联网状结构的空间稳定性，提高吸水速度及保水性；此外，聚合物来自松香的结构单元为刚性结构，有利于提高聚合物的凝胶强度，改善富马海松酸酯-丙烯酸共聚物的吸水性能。
32、3、本专利技术提供的高镍正极材料制备的电池具有优异的电性能与安全性能。
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1.一种高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高镍前驱体选自NCM、NCA和NC中的至少一种；
3.根据权利要求1-2中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述一烧料与水的重量比为1:(0.5-2)。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述水洗的条件包括：水洗温度为10-60℃，水洗搅拌速度为300-500r/min，水洗时间为5-30min。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的条件包括：烘干温度为80-150℃，烘干时间为4-24h。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的制备方法，其特征在于，以所述待干燥料的重量为基准，所述吸水树脂的用量为1wt％-10wt％。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述吸水树脂为含有吸水基团的共聚物，所述吸水基团选自羧基、羟基和氨基中的至少一种；
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法，其特征在于，干
9.一种由权利要求1-8中任意一项所述的制备方法处理得到的高镍正极材料。
10.权利要求9所述的高镍正极材料在锂离子电池领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高镍正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高镍前驱体选自ncm、nca和nc中的至少一种；
3.根据权利要求1-2中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述一烧料与水的重量比为1:(0.5-2)。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述水洗的条件包括：水洗温度为10-60℃，水洗搅拌速度为300-500r/min，水洗时间为5-30min。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述烘干的条件包括：烘干温度为80-150℃，烘干时间为4-...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢军，许开华，陈玉君，欧阳赛，栗云鹏，董园初，李伟，周晓燕，
申请(专利权)人：格林美无锡能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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