【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池领域，更具体地讲，涉及一种高镍三元正极材料改性方法及高镍三元正极极片制备方法。
技术介绍
1、在锂离子电池正极材料中，高镍三元正极材料兼具较高的放电比容量、低成本及环境友好等优势，被视为极具发展潜力的动力锂离子电池正极材料，已成为当前学术界和产业界的研究热点。然而，对于高镍三元正极材料仍然存在一些固有的问题需要解决。首先，在材料制备过程中表面残留的高含量碱性化合物是实际应用中的突出问题，这是因为高镍材料表面的残留锂(如li2o/lioh)会吸收空气中的h2o/co2，从而形成lioh/li2co3表面层，导致正极材料的表面活性降低，影响其电化学性能和循环寿命。并且，li2co3在充电过程中的高电压下分解也是导致电池气胀的主要原因之一。其次，在充放电过程中，高镍三元正极材料中的过渡金属(如镍、锰等)，会与电解液发生严重的副反应，导致正极材料结构不稳定和容量衰减。最后，在电池的充放电循环中，高soc和高强度循环下一次颗粒的各向异性晶格体积收缩或膨胀会形成晶内或晶间裂纹，与电解质的界面反应加剧，导致电池的循环寿命和安全性能下降。因此，高镍三元正极材料尽管放电比容量较大，但通常具有差的循环稳定性、差的倍率性能和热不稳定性。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种成本低、操作简单，能够将高镍三元正极材料表面残碱原位转化成新的表面附着层的改性方法。
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3、进一步地，有机硼酸功能因子可以包括噻吩硼酸、吲哚硼酸、喹啉硼酸、萘基硼酸、吲唑硼酸、氯苯硼酸和甲酰苯硼酸中的至少一种。
4、进一步地，高镍三元正极材料的化学通式可以为linixcoymn1-x-yo2，其中，0.6≤x＜1，0＜y≤0.20。
5、进一步地，有机硼酸功能因子与高镍三元正极材料的质量比可以为0.1～2.0。
6、进一步地，高镍三元正极材料与有机硼酸溶液混合后的反应时间可以为10min～20min。
7、进一步地，有机硼酸功能因子与溶剂的质量比可以为0.01～0.1；溶剂可以包括n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜和四氢呋喃中的至少一种。
8、本专利技术的另一方面提供了一种锂离子电池高镍三元正极极片制备方法，可以包括以下步骤：将以上所述的高镍三元正极材料改性方法改性后的高镍三元正极材料与导电剂、粘接剂混合，得改性混合浆料；将改性混合浆料涂覆在集电体表面，热处理，得锂离子电池高镍三元正极极片。
9、进一步地，热处理温度可以为60℃～120℃，热处理时间可以为8h～10h。
10、进一步地，导电剂可以为乙炔黑、科琴黑、炭黑、碳纳米管和碳纤维中的至少一种；粘结剂可以为聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯中的至少一种。
11、本专利技术的再一方面提供了另一种锂离子电池高镍三元正极极片制备方法，可以包括以下步骤：将有机硼酸功能因子与溶剂混合，得有机硼酸溶液；将高镍三元正极材料、有机硼酸溶液、导电剂以及粘接剂混合，得改性混合浆料；将改性混合浆料涂覆在集电体表面，热处理，得锂离子电池高镍三元正极极片。
12、本专利技术的再一方面提供了一种锂离子电池，可以包括以上所述的锂离子电池高镍三元正极极片制备方法制备得到的正极极片。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包含以下中的至少一项：
14、(1)本专利技术的改性方法能够利用有机硼酸功能因子与高镍三元正极材料表面的lioh、li2co3等残碱反应，原位转化成新的表面附着层，改性后的高镍三元正极材料表面残碱含量大大减少，显著提升了高镍三元正极材料的结构和界面稳定性，制备出的高镍三元正极极片循环稳定性和倍率性能得到有效提升，改善了锂离子电池的循环性能和倍率性能；
15、(2)本专利技术的正极极片制备方法操作简单，无需经过二次回火处理，能耗较低，易于实现商业规模化生产。
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1.一种高镍三元正极材料改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料改性方法，其特征在于，有机硼酸功能因子包括噻吩硼酸、吲哚硼酸、喹啉硼酸、萘基硼酸、吲唑硼酸、氯苯硼酸和甲酰苯硼酸中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的高镍三元正极材料改性方法，其特征在于，高镍三元正极材料的化学通式为LiNixCoyMn1-x-yO2，其中，0.6≤x＜1，0＜y≤0.20；有机硼酸功能因子与溶剂的质量比为0.01～0.1；溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜和四氢呋喃中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的高镍三元正极材料改性方法，其特征在于，有机硼酸功能因子与高镍三元正极材料的质量比为0.1～2.0。
5.根据权利要求1或2所述的高镍三元正极材料改性方法，其特征在于，高镍三元正极材料与有机硼酸溶液混合后的反应时间为10min以上。
6.一种锂离子电池高镍三元正极极片制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.一种锂离子电池高镍三元正极极片制备方法，其特征
8.根据权利要求6或7所述的锂离子电池高镍三元正极极片制备方法，其特征在于，热处理的温度为60℃～120℃，热处理的时间为8h～10h。
9.根据权利要求6或7所述的锂离子电池高镍三元正极极片制备方法，其特征在于，导电剂为乙炔黑、科琴黑、炭黑、碳纳米管和碳纤维中的至少一种；粘结剂为聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯中的至少一种。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求6至9中任意一项所述的锂离子电池高镍三元正极极片制备方法制备得到的正极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种高镍三元正极材料改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高镍三元正极材料改性方法，其特征在于，有机硼酸功能因子包括噻吩硼酸、吲哚硼酸、喹啉硼酸、萘基硼酸、吲唑硼酸、氯苯硼酸和甲酰苯硼酸中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的高镍三元正极材料改性方法，其特征在于，高镍三元正极材料的化学通式为linixcoymn1-x-yo2，其中，0.6≤x＜1，0＜y≤0.20；有机硼酸功能因子与溶剂的质量比为0.01～0.1；溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜和四氢呋喃中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的高镍三元正极材料改性方法，其特征在于，有机硼酸功能因子与高镍三元正极材料的质量比为0.1～2.0。
5.根据权利要求1或2所述的高镍...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丁，蒋卫红，段建国，王贤树，董鹏，张英杰，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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