鋰離子電池正極材料超聲強化水洗過程研究

李萌，劉雪東，諸士春，虞蘭劍，許晶

（1常州大學機械工程學院，江蘇常州213164；2常州大學，江蘇省綠色過程裝備實驗室，江蘇常州213164；3常州百利鋰電智慧工廠有限公司，江蘇常州213164）

隨著新能源產業的飛速發展，對鋰離子正極材料技術性能的要求越來越高。高鎳三元鋰離子電池正極材料由于具有循環穩定性、可逆比容量高、能量密度高、電壓平臺高、振實密度高、電化學穩定、低溫性能好，可適應全天候氣溫、價格相對便宜等優點，是目前商業化正極材料研究中最熱門的材料之一[1-3]，但因為其鎳含量較高，會造成堿性過高，進而導致三元電池存在安全性較差、電芯產氣較嚴重的問題[4]，所以如何減少材料表面的堿性雜質，提高材料性能，具有重要意義。

水洗是減少正極材料表面殘堿的一種有效方法，對降低材料表面碳含量有明顯作用且可以降低材料pH，經洗滌處理后材料表面副反應也很少[5]。目前工業中常用去離子水洗滌，Xiong 等[6]研究了LiNi0.8C00.1Mn0.1O2經水洗處理后的pH 變化，對比了原始樣品、水洗后干燥樣品、水洗后700℃煅燒的樣品、原始樣品直接700℃煅燒的樣品4 種材料的pH。研究發現，水洗后樣品的pH明顯低于未水洗樣品。Kim 等[7]研究了LiNi0.83CO0.15Al0.02O2在水洗前后的儲存性能， 研究表明水洗可以除去LiNi0.83CO0.15Al0.02O2材料表面的Li2CO3和LiOH，并且在700℃熱處理2h的條件下其儲存后的電化學性能明顯提高。目前，對高鎳三元鋰離子電池正極材料降堿處理的研究主要集中在去離子水洗滌方面，超聲波清洗和分散等相關洗滌技術[8-9]的研究鮮有報道。……