本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种在锂离子电极材料表面包覆氧化铈的方法。
背景技术：
电池出厂前，一般要采取多种安全措施，如选择热稳定高的电极活性材料和电解质，去除水分，提高电池的密封性，改进隔膜，加装ptc(positivetemperaturecoefficient)元件安全装置等避免电池燃烧甚至爆炸，但电池安全事故仍然时有发生，有必要采取新的措施，提高电池的安全性。电池的不当使用和存放产生氧气，引发更多的反应，导致热失控，是引起电池安全性的根本原因，镍镉二次电池通过添加过量的镉化合物消耗产生的氧气，从而避免氧气与其他可燃物接触，解决燃烧和爆炸等安全问题。这种方法操作简单，效果明显，生产的镍镉电池事故率低，但镉元素毒性大，不利于人畜安全和环保，处理和回收镉比较困难，难以在其他电池中进一步推广。因此，设计添加新的化合物，吸附储存氧，有利于推动二次电池向动力电池和储能设备发展。氧化铈具有优异的储氧功能，是代替镉化合物的理想材料，但目前的技术主要采取高温分解铈盐来包覆活性材料，这一方法能耗高，得到的氧化铈颗粒大，在活性材料表面分布不均匀，电池安全性的改善效果不明显。
技术实现要素：
有鉴于此，有必要提供一种能有效提高电池安全性能的在锂离子电极材料表面包覆氧化铈的方法。
一种在锂离子电极材料表面包覆氧化铈的方法，其包括以下步骤：
将锂离子电极材料分散于溶剂中；
将三价铈盐和碱加入到上述溶液中，得混合液；
混合液静置反应2小时以上；
将混合液过滤分离后用蒸馏水洗涤多次，干燥后在350℃以上煅烧。
本发明提供的在锂离子电极材料表面包覆氧化铈的方法通过将混合液静置2小时以上缓慢水解反应后，再将所加热的温度控制在350℃以上即可在电极材料表面得到一层分布均匀紧密的氧化铈；从而有效提高锂离子电极的热稳定性，进而明显改善电池安全性能。
附图说明
图1是实施例1-3所添加lini1/3co1/3mn1/3o2粉末及lini1/3co1/3mn1/3o2表面分别包覆1-3％氧化铈的x-射线衍射图。
图2a是实施例1-3所添加lini1/3co1/3mn1/3o2粉末的扫描电镜图。
图2b-d是实施例1-3在lini1/3co1/3mn1/3o2表面分别包覆1-3％氧化铈的扫描电镜图。
图3a是在lini1/3co1/3mn1/3o2的表面包覆2wt％ceo2的扫描电镜图。
图3b-f是在lini1/3co1/3mn1/3o2的表面包覆2wt％ceo2的能谱色散图。
图3g是在lini1/3co1/3mn1/3o2的表面包覆2wt％ceo2的能量色散x-射线光谱图。
图4是lini1/3co1/3mn1/3o2的表面包覆2wt％ceo2的差示扫描量热图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供一种在锂离子电极材料表面包覆氧化铈的方法，其包括以下步骤：
将锂离子电极材料分散于溶剂中；
将三价铈盐和碱加入到上述溶液中，得混合液；
混合液静置反应2小时以上；
将混合液过滤分离后用蒸馏水洗涤多次，干燥后在350℃以上煅烧。
其中，所述溶剂为10-30％的乙醇溶液；所述三价铈盐是硝酸铈、氯化铈、硝酸铈氨或硫酸铈氨中的一种或者多种的混合；所述碱是氨水、碳酸钠、碳酸氢钠、尿素、羟氨、联氨和磷酸氢二氨中的一种或多种的混合；在静置反应过程中，所述混合液在60-90℃下静置反应2h以上；在分离后得到的粉末用蒸馏水洗涤2次以上，在100-150℃下干燥6h；在煅烧过程中，在350-500℃下煅烧5h以上。
如图1-4所示，以下将结合具体实施例对本技术方案作详细描述。
实施例1
将0.97glini1/3co1/3mn1/3o2分散于含水20％的乙醇溶液中，添加0.0209gcecl3·7h2o和0.15g尿素，将得到的混合液在80℃下静置反应12h，冷却至室温，分离后得到的粉末用蒸馏水洗涤3次，在100℃下干燥12h，再在450℃下煅烧5h即可在lini1/3co1/3mn1/3o2表面包覆1wt.％的二氧化铈。将得到的粉末在空气中进行差示扫描量热分析，其热分解温度为283.5℃，相比纯lini1/3co1/3mn1/3o2，提高了27.1℃。
实施例2
将0.97glini1/3co1/3mn1/3o2分散于含水20％的乙醇溶液中，添加0.0411gcecl3·7h2o和0.15g尿素，将得到的混合液在80℃下静置反应12h，冷却至室温，分离后得到的粉末用蒸馏水洗涤3次，在100℃下干燥12h，再在450℃下煅烧5h即可在lini1/3co1/3mn1/3o2表面包覆2wt.％的二氧化铈。将得到的粉末在空气中进行差示扫描量热分析，其热分解温度为338.2℃，相比纯lini1/3co1/3mn1/3o2，提高了81.8℃。
实施例3
将0.97glini1/3co1/3mn1/3o2分散于含水20％的乙醇溶液中，添加0.0628gcecl3·7h2o和0.15g尿素，将得到的混合液在80℃下静置反应12h，冷却至室温，分离后得到的粉末用蒸馏水洗涤3次，在100℃下干燥12h后，再在450℃下煅烧5h即可在lini1/3co1/3mn1/3o2表面包覆3wt.％的二氧化铈。将得到的粉末在空气中进行差示扫描量热分析，其热分解温度为359.7℃，相比纯lini1/3co1/3mn1/3o2，提高了103.3℃。
实施例4
将0.94glicoo2分散于含水20％的乙醇溶液中，添加0.061cecl3·7h2o和0.15g尿素，将得到的混合液在80℃下静置反应12h，冷却至室温，分离后得到的粉末用蒸馏水洗涤3次，在100℃下干燥12h后，再在450℃下煅烧5h即可在licoo2表面包覆3wt.％的二氧化铈。将得到的粉末在空气中进行差示扫描量热分析，其热分解温度为241.4℃，相比纯licoo2，提高了39.3℃。
实施例5
将1.81glimn2o4分散于含水20％的乙醇溶液中，添加0.1176cecl3·7h2o和0.015g尿素，将得到的混合液在80℃下静置反应12h，冷却至室温，分离后得到的粉末用蒸馏水洗涤3次，在100℃下干燥12h后，再在450℃下煅烧5h即可在limn2o4表面包覆3wt.％的二氧化铈。将得到的粉末在空气中进行差示扫描量热分析，其热分解温度为321.5℃，相比纯limn2o4，提高了41.5℃。
实施例6
将0.97glini1/3co1/3mn1/3o2分散于含水20％的乙醇溶液中，添加0.049gceno3·6h2o和0.15g尿素，将得到的混合液在80℃下静置反应12h，冷却至室温，分离后得到的粉末用蒸馏水洗涤3次，在100℃下干燥12h，再在450℃下煅烧5h再在450℃下煅烧5h即可在lini1/3co1/3mn1/3o2表面包覆2wt.％的二氧化铈。将得到的粉末在空气中进行差示扫描量热分析，其热分解温度为336.7℃，相比纯lini1/3co1/3mn1/3o2，提高了80.3℃。
实施例7
将0.97glini1/3co1/3mn1/3o2分散于含水20％的乙醇溶液中，添加0.0618g(nh4)2ce(no3)6和0.15g尿素，将得到的混合液在80℃下静置反应12h，冷却至室温，分离后得到的粉末用蒸馏水洗涤3次，在100℃下干燥12h，再在450℃下煅烧5h再在450℃下煅烧5h即可在lini1/3co1/3mn1/3o2表面包覆2wt.％的二氧化铈。将得到的粉末在空气中进行差示扫描量热分析，其热分解温度为335.9℃，相比纯lini1/3co1/3mn1/3o2，提高了79.5℃。
实施例8
将0.97glini1/3co1/3mn1/3o2分散于含水20％的乙醇溶液中，添加0.0411gcecl3·7h2o和2.0g肼，将得到的混合液在80℃下静置反应12h，冷却至室温，分离后得到的粉末用蒸馏水洗涤3次，在100℃下干燥12h，再在450℃下煅烧5h再在450℃下煅烧5h即可在lini1/3co1/3mn1/3o2表面包覆2wt.％的二氧化铈。将得到的粉末在空气中进行差示扫描量热分析，其热分解温度为345.1℃，相比纯lini1/3co1/3mn1/3o2，提高了88.7℃。
从图1中可以比较得出lini1/3co1/3mn1/3o2的结构并没有改变，也没有看到代表ceo2物相的衍射峰。从图2中可以比较得出ceo2含量为1wt％时，lini1/3co1/3mn1/3o2的表面覆盖有稀疏的小颗粒，ceo2含量为2wt％时，lini1/3co1/3mn1/3o2的表面覆盖有致密的小颗粒，ceo2含量为3wt％时，lini1/3co1/3mn1/3o2的表面覆盖厚厚的一层小颗粒。从图3中可以看出ni、co、mn、o和ce元素分布均匀。从图4中可以看到lini1/3co1/3mn1/3o2的热分解温度在256.4℃，放热量为28.34jw-1，而包覆2wt％ceo2后，热分解温度为338.2℃，放热量为18.27jw-1，电极材料的热稳定性明显改善，从而可以大幅提高电池的安全性能。
本发明提供的在锂离子电极材料表面包覆氧化铈的方法通过将混合液静置2小时以上缓慢水解反应后，再将所加热的温度控制在350℃以上即可在电极材料表面得到一层分布均匀紧密的氧化铈；从而有效提高锂离子电极的热稳定性，进而明显改善电池安全性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。