【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池正极材料，具体涉及一种过渡金属层状结构锂离子电池正极材料改性方法。
技术介绍
1、锂离子电池正极材料占据锂离子电池成本的50％以上，开发高电压、高容量和高安全性的锂离子电池正极材料对锂离子储能器件应用十分重要。lixtmyoz(tm＝ni、co、mn、fe等)为主要元素特征的层状过渡金属氧化物正极材料具有良好的能量密度与循环性能的优势。然而，库仑效率低，循环过程电压衰减以及容量衰减这三个问题严重影响了该类材料的研发。
2、目前过氧化物只用于合成锂离子电池正极，并没有在富锂锰基正极材料改性中的应用案例。一种制备锂离子动力电池高压富锂锰基正极材料的方法提出利用过氧化氢加入醋酸锰溶液参与前驱体合成技术(专利号cn201910759257.8)。一种改性无钴富锂锰基前驱体及其制备方法(专利号：cn202311455129.7)提出以过氧化氢作为氧化剂加入到合成过程中，控制前驱体合成技术。目前并没有以过氧化氢或者过氧化物对锂离子电池氧化物正极材料进行改性的案例。当前以空位缺陷和表面尖晶石结构缺陷来提升过渡金属氧化物正极性能的手段大多通过包覆(cn202410144691.6一种锂电池正极材料表面处理方法及锂电池正极材料)和元素掺杂等手段(cn202211430958.5一种正极材料及包括该正极材料的正极片和电池)。目前尚未有能够在常温、常压和空气氛围下直接在锂电池过渡氧化物正极中直接构筑尖晶石层和li/o空位缺陷的案例。也并未有将过氧化物应用于过渡金属氧化物正极改性的案例。
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种过渡金属层状结构锂离子电池正极材料改性方法，利用过氧化物溶液浸泡或过氧化物与过渡金属锂离子电池正极材料混合后进行烧结，实现在不损失锂电池容量的基础上，构建原位保护层，抑制正极材料容量与电压衰减。
2、为了实现以上目的，本专利技术的技术方案之一为：一种过渡金属层状结构锂离子电池正极材料改性方法，包括如下步骤：
3、s1：将过渡金属锂离子电池正极材料悬浊液与含过氧根的水溶液混合后充分搅拌进行反应；
4、s2：对反应后的产物进行热处理，得到改性后的过渡金属层状结构锂离子电池正极材料。
5、过渡金属锂离子电池正极材料与含过氧根的物质的水溶液混合后反应，反应过程伴随产生大量氧气逸出。利用过渡金属对过氧基团有催化分解作用，诱导过渡金属锂离子电池正极材料中发生变价。剧烈的过渡金属变价会造成晶格氧的逸出，以及锂离子的脱出，从而诱导形成表面尖晶石/岩盐层。过氧化物或过碳酸盐等含过氧根的物质与过渡金属反应，过渡金属价态升高，根据化合价守恒定理，锂离子会逸出，以降低阳离子化合价。但是过氧化物或过碳酸盐等含过氧根的物质分解属于歧化反应，很快会迎来过渡金属价态下降，此时溶解的锂离子无法从溶液中回到晶格。因此大量晶格氧逸出晶格，从而实现锂氧双缺陷的构筑。同时由于锂离子电池正极材料表面反应最为剧烈，极容易在其表面形成岩盐相/尖晶石。随着反应量的增加，锂离子脱出愈发严重，表面会先生成在尖晶石相，然后进一步形成更为无序的岩盐相结构。
6、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤s1中的过渡金属锂离子电池正极材料以litmxoy为化学式为特征，tm包括镍、钴、锰、铁过渡金属元素的一种或者几种。
7、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤s1中的过氧根来源为过氧化物或过碳酸盐。
8、进一步优选的，所述过氧化物优选为过氧化氢、过氧化钾、过氧化钠、过氧化钙、过氧化钡中的至少一种。
9、进一步优选的，所述过碳酸盐优选为过碳酸钾、过碳酸钠中的至少一种。
10、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤s1中的过渡金属锂离子电池正极材料悬浊液浓度为100-500g/l，含过氧根的水溶液浓度为1-30wt％，悬浊液和水溶液的体积比为2-3:3-2。
11、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤s2中的热处理温度为40-400℃，热处理时间为1-5h。
12、热处理时间较短或者过氧化物/过碳酸盐添加量少，改性后的过渡金属层状结构锂离子电池正极材料表面为尖晶石结构；处理时间长或者过氧化物/过碳酸盐添加量多，则倾向于产生岩盐相/尖晶石结构。
13、整个反应过程及热处理过程在空气中常压环境下进行。
14、为了实现以上目的，本专利技术的技术方案之二为：一种过渡金属层状结构锂离子电池正极材料改性方法得到的改性材料。
15、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述改性材料具有氧原子空位缺陷和锂原子空位缺陷。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
17、1、本专利技术实现了对于构筑过渡金属氧化物锂离子电池正极表面尖晶石/岩盐相保护层，同时构筑li/o双空位缺陷结构，对于含有过渡金属元素的氧化物正极材料具有普适性作用。
18、2、本专利技术构筑锂离子电池正极锂离子空位与氧离子空位的同时，能够消除锂离子电池正极材料表面的碳酸锂等表面副产物，有效提升锂离子正极材料首次充放电的库仑效率、降低电压降、提高容量保持率，同时有效减少锂离子电池循环过程中的产气问题。
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1.一种过渡金属层状结构锂离子电池正极材料改性方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述步骤S1中的过氧根来源为过氧化物或过碳酸盐。
3.如权利要求2所述的改性方法，其特征在于，所述过氧化物为过氧化氢、过氧化钾、过氧化钠、过氧化钙、过氧化钡中的至少一种。
4.如权利要求2所述的改性方法，其特征在于，所述过碳酸盐为过碳酸钾、过碳酸钠中的至少一种。
5.如权利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述步骤S1中的过渡金属锂离子电池正极材料悬浊液的浓度为100-500g/L。
6.如权利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述步骤S1中的含过氧根的水溶液浓度为1-30wt％。
7.如权利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述步骤S1中的过渡金属锂离子电池正极材料悬浊液与含过氧根的水溶液的体积比为2-3:3-2。
8.如权利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述步骤S2中的热处理温度为40-400℃，热处理时间为1-5h。
9.一种过渡金属层状结构锂离子电池正
10.如权利要求9所述的改性材料，其特征在于，所述改性材料具有氧原子空位缺陷和锂原子空位缺陷。
...【技术特征摘要】
1.一种过渡金属层状结构锂离子电池正极材料改性方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述步骤s1中的过氧根来源为过氧化物或过碳酸盐。
3.如权利要求2所述的改性方法，其特征在于，所述过氧化物为过氧化氢、过氧化钾、过氧化钠、过氧化钙、过氧化钡中的至少一种。
4.如权利要求2所述的改性方法，其特征在于，所述过碳酸盐为过碳酸钾、过碳酸钠中的至少一种。
5.如权利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述步骤s1中的过渡金属锂离子电池正极材料悬浊液的浓度为100-500g/l。
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