锂电池正极材料制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108807993A(43)申请公布日2018.11.13(21)申请号201810594870.4(22)申请日2018.06.11(71)申请人四会市恒星智能科技有限公司地址526299广东省肇庆市四会市东城区四会大道南时代商贸广场537号（二楼）(72)发明人丘焕山(74)专利代理机构合肥中博知信知识产权代理有限公司34142代理人徐俊杰(51)Int.Cl.H01M4/583(2010.01)H01M10/052(2010.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称锂电池正极材料制备方法(57)摘要本发明公开一种锂电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：1)制备石墨烯分散液；2)配制前躯体；3)将步骤1)和2)的按照重量比为1:12～1:10的比例混合均匀，加热至60℃，将制得的混合料烘干，在氮气保护下置于辊道炉中，500～510℃加热6～8个小时，自然冷却至80℃，将冷却的粉末放入球磨机球磨，球磨后再次置于辊道炉中，970～980℃烧结8～10个小时，烧结完成后自然冷却，得最终产物。本发明的方法使得石墨烯的分散性高，在用作电极材料的时候可以显著提高石墨烯锂电池的性能，特别适用于小型家用电动车。CN108807993ACN108807993A权利要求书1/1页1.一种锂电池正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)制备石墨烯分散液：将改性石墨烯粉末和N-甲基吡咯烷酮按照一定质量比混合，超声分散30min后转移到反应釜中，通入氮气至压力为40atm保持30min，然后缓慢泄压至常压；2)配制前躯体：将碳酸锂、碳酸镍、碳酸锰、乙酸铁、氧化钴按一定比例称取原料并混合均匀，使得原料的摩尔比为Li:Ni：Co:Mn:Fe＝1.5:0.212:0.212:0.621:0.5，将混合均匀的原材料放入搅拌式球磨机进行机械活化；3)将步骤1)和2)的按照重量比为1:12～1:10的比例混合均匀，加热至60℃，将制得的混合料烘干，在氮气保护下置于辊道炉中，500～510℃加热6～8个小时，自然冷却至80℃，将冷却的粉末放入球磨机球磨，球磨后再次置于辊道炉中，970～980℃烧结8～10个小时，烧结完成后自然冷却，得最终产物。2.根据权利要求1所述的锂电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述的石墨烯粉末表面经过硅烷偶联剂改性，石墨烯40～50份，硅烷偶联剂2～6份。3.根据权利要求2所述的锂电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤1)中石墨烯与N-甲基吡咯烷酮的质量比例为1:100-1:50。4.根据权利要求3所述的锂电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的机械活化时球料比为8:1，转速为110r/min，活化时间为2h。5.根据权利要求1-4任一所述的锂电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的氮气的纯度为99.99％，氧化石墨烯的有效物质含量＞99％。2CN108807993A说明书1/4页锂电池正极材料制备方法技术领域[0001]本发明涉及锂电池材料领域，具体涉及一种锂电池正极材料的制备方法。背景技术[0002]石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。[0003]石墨烯中各碳原子受外部机械力后，碳原子面会发生弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，进而使得石墨烯的结构非常稳定，这种稳定的晶格使得电子在轨道中移动时受到的干扰也非常小。[0004]石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK)。当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK。此外，石墨烯的弹道热导率可以使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移。石墨烯的高导热率有利于释放在电池系统中高电流载荷产生的热量。[0005]目前市场上使用的锂电池电极存在电导率和功率密度较低的问题，通过在前躯体中添加有机碳源和高价金属离子的办法改善材料的导电性。目前关于锂电池中使用石墨烯的研究很多，但石墨烯表面特性受化学状态影响较大，且石墨烯的分散性影响电极材料的倍率性能和强度性能。发明内容[0006]为了解决上述问题，本发明提供一种石墨烯锂电池正极材料的制备方法，使得石墨烯的分散性高，在用作电极材料的时候可以显著提高石墨烯锂电池的性能，特别适用于小型家用电动车。[0007]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种锂电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：[0008]1)制备石墨烯分散液：将改性石墨烯