本成果为一种高性能富镍 NCM811 正极材料的包覆方法以及对对失效富镍NCM811 正极材料进行修复的 Al(PO3)3 材料。锂离子电池富镍 NCM811 正极材料存在的阳离子混排严重、表面残余碱含量高、充放电过程中晶格畸变和微裂、电池产气严重等问题, 本成果采用简单的表面处理方法,在富镍材料表面形成一层稳定的包覆层,有效的提升了材料在充放电循环过程中的稳定性,提高富镍材料结构和电化学性能;同时采用简单的表面处理方法,对因接触空气吸水或吸 CO2 而变质的富镍材料进行结构和电化学进行修复, 进一步提高富镍材料结构和电化学性能。
该材料修复方法为将修复剂分散至有机溶剂中,经超声分散后,在持续搅拌的状态下加入性能衰退的三元正极材料,经过滤和高温烧结后得修复的三元正极材料。可通过调控修复剂的用量等参数来调节三元材料的界面,同时, 修复剂能与材料表面残余锂反应生成稳定化合物,有利于降低材料表面的残余锂,并能显著恢复材料性能。本发明打破了以往对锂电池三元正极材料进行预防性能衰退或变质的技术思路, 而是对已经衰退和变质的材料进行补救性处理,解决了三元正极材料在制备,运输和储存过程中一直没能有效解决的问题。
应用前景:
本成果通过一步法实现对富镍材料的结构和界面同时进行改性,无需二次处理,操作简单,生产成本低,作为锂离子电池正极材料,有效提升锂离子电池的能量密度与循环寿命,具有良好的应用潜力和极大的经济价值。同时本成果的修复材料制作简单,易实现大规模批量化处理,能有效避免资源浪费和环境污染问题。目前工业上批量化生产富镍材料,由于难以严格控制环境湿度而造成材料在经过烧结后开始吸潮,导致性能衰退,浪费量巨大。因此,本修复方法能有效的将失效的富镍材料进行修复,具有极大的经济价值。
成熟度:实验室阶段