一种正极复合材料、包覆装置、制备方法和用途.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CN113089103A(43)申请公布日2021.07.09(21)申请号202110341936.0C01B25/45(2006.01)(22)申请日2021.03.30H01M4/36(2006.01)H01M4/505(2010.01)(71)申请人蜂巢能源科技有限公司H01M4/525(2010.01)地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大H01M4/58(2010.01)道8899号H01M4/62(2006.01)(72)发明人王亚州张树涛王壮马加力H01M10/0525(2010.01)白艳(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659代理人王岩(51)Int.Cl.C30B33/00(2006.01)C01G53/00(2006.01)C01B32/194(2017.01)C01B32/162(2017.01)权利要求书2页说明书11页附图5页(54)发明名称一种正极复合材料、包覆装置、制备方法和用途(57)摘要本发明提供了一种正极复合材料、包覆装置、制备方法和用途，所述的制备方法包括：催化材料包覆的正极材料在碳源气体气氛下进行加热，所述碳源气体在正极材料上生成碳纳米管，再加入石墨烯包覆后制备得到所述的正极复合材料。通过在正极材料表面原位生成碳纳米管，并利用石墨烯包覆，使正极复合材料具有高导电性和高倍率性能，本发明具有制备工艺简单、成本低和易于工业化生产等特点。CN113089103ACN113089103A权利要求书1/2页1.一种正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：催化材料包覆的正极材料在碳源气体气氛下进行加热，所述碳源气体在正极材料上生成碳纳米管，再加入石墨烯包覆后制备得到所述的正极复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化材料包覆的正极材料的制备方法包括：正极材料与催化材料的前驱体混合煅烧后，制备得到催化材料包覆的正极材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述正极材料与催化材料的前驱体的质量比为100:(1～2)；优选地，所述混合的方式为机械搅拌；优选地，所述机械搅拌的时间为15～30min；优选地，所述煅烧的温度为550～650℃；优选地，所述煅烧的时间为4～6h。4.根据权利要求1‑3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的正极材料包括单晶正极材料；优选地，所述的单晶正极材料包括镍钴锰三元正极材料、无钴正极材料、尖晶石类镍锰酸锂正极材料或磷酸铁锂正极材料中的一种或至少两种的组合；优选地，所述的催化材料包括钴、镍或铁中的一种或至少两种的组合；优选地，所述催化材料的前驱体包括氢氧化钴、氢氧化镍或氢氧化铁中的一种或至少两种的组合；优选地，所述催化材料的前驱体的平均粒径为0.2～1μm。5.根据权利要求1‑4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的碳源气体气氛中的气体包括碳源气体和保护气；优选地，所述碳源气体和保护气的体积比为1:(8～12)；优选地，所述的碳源气体包括甲烷和/或乙炔；优选地，所述的保护气包括氩气和/或氮气；优选地，所述加热的温度为650～750℃；优选地，所述加热的时间为1.5～2.5h。6.根据权利要求1‑5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯的横向片径为20～30μm；优选地，所述石墨烯的竖向片径为20～30μm；优选地，所述石墨烯的横向片径和竖向片径相等；优选地，所述石墨烯与催化材料包覆的正极材料的质量比为(0.01～0.03):1；优选地，所述石墨烯与催化材料包覆的正极材料的进料质量比为(0.01～0.03):1；优选地，所述催化材料包覆的正极材料的进料速度为10～20g/min；优选地，所述包覆的温度为180～200℃；优选地，所述包覆在旋风搅拌下进行。7.根据权利要求1‑6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括以下步骤：(Ⅰ)称取质量比为100:(1～2)的正极材料与催化材料的前驱体，催化材料的前驱体的平均粒径为0.2～1μm，机械搅拌15～30min后，在550～650℃煅烧4～6h，制备得到催化材料2CN113089103A权利要求书2/2页包覆的正极材料；(Ⅱ)将步骤(Ⅰ)中催化材料包覆的正极材料在碳源气体气氛下加热1.5～2.5h，加热温度为650～750℃，碳源气体气氛中包括体积比为1:(8～12)的碳源气体和保护气，碳源气体在正极材料上生成碳纳米管，在180～200℃下，与横向片径和竖向片径均为20～30μm的石墨烯旋风搅拌包覆后，制备得到所述的正极复合材料，石墨烯与催化材料包覆的正极材料的进料质量比为(0.01～0.03):1。8.一种包覆装置，其特征在于，所述的包覆装置包括壳体，所述壳体顶部