本成果為一種高性能富鎳 NCM811 正極材料的包覆方法以及對對失效富鎳NCM811 正極材料進(jìn)行修復的 Al(PO3)3 材料。鋰離子電池富鎳 NCM811 正極材料存在的陽(yáng)離子混排嚴重、表面殘余堿含量高、充放電過(guò)程中晶格畸變和微裂、電池產(chǎn)氣嚴重等問(wèn)題, 本成果采用簡(jiǎn)單的表面處理方法,在富鎳材料表面形成一層穩定的包覆層,有效的提升了材料在充放電循環(huán)過(guò)程中的穩定性,提高富鎳材料結構和電化學(xué)性能;同時(shí)采用簡(jiǎn)單的表面處理方法,對因接觸空氣吸水或吸 CO2 而變質(zhì)的富鎳材料進(jìn)行結構和電化學(xué)進(jìn)行修復, 進(jìn)一步提高富鎳材料結構和電化學(xué)性能。
該材料修復方法為將修復劑分散至有機溶劑中,經(jīng)超聲分散后,在持續攪拌的狀態(tài)下加入性能衰退的三元正極材料,經(jīng)過(guò)濾和高溫燒結后得修復的三元正極材料??赏ㄟ^(guò)調控修復劑的用量等參數來(lái)調節三元材料的界面,同時(shí), 修復劑能與材料表面殘余鋰反應生成穩定化合物,有利于降低材料表面的殘余鋰,并能顯著(zhù)恢復材料性能。本發(fā)明打破了以往對鋰電池三元正極材料進(jìn)行預防性能衰退或變質(zhì)的技術(shù)思路, 而是對已經(jīng)衰退和變質(zhì)的材料進(jìn)行補救性處理,解決了三元正極材料在制備,運輸和儲存過(guò)程中一直沒(méi)能有效解決的問(wèn)題。
應用前景:
本成果通過(guò)一步法實(shí)現對富鎳材料的結構和界面同時(shí)進(jìn)行改性,無(wú)需二次處理,操作簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,作為鋰離子電池正極材料,有效提升鋰離子電池的能量密度與循環(huán)壽命,具有良好的應用潛力和極大的經(jīng)濟價(jià)值。同時(shí)本成果的修復材料制作簡(jiǎn)單,易實(shí)現大規模批量化處理,能有效避免資源浪費和環(huán)境污染問(wèn)題。目前工業(yè)上批量化生產(chǎn)富鎳材料,由于難以嚴格控制環(huán)境濕度而造成材料在經(jīng)過(guò)燒結后開(kāi)始吸潮,導致性能衰退,浪費量巨大。因此,本修復方法能有效的將失效的富鎳材料進(jìn)行修復,具有極大的經(jīng)濟價(jià)值。
成熟度:實(shí)驗室階段