石墨烯复合正极材料、其制备方法及锂离子电池.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CN112993249A(43)申请公布日2021.06.18(21)申请号202110516872.3(22)申请日2021.05.12(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人郑军华林逢建(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人张美月(51)Int.Cl.H01M4/587(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书12页附图2页(54)发明名称石墨烯复合正极材料、其制备方法及锂离子电池(57)摘要本发明提供了一种石墨烯复合正极材料、其制备方法及锂离子电池。上述石墨烯复合正极材料的制备方法包括：使含有羟基和/或羧基的石墨烯与偶联剂中的官能团进行偶联反应，得到石墨烯导电粘结剂，其中官能团选自羰基、醚基、环氧基和氨基组成的组中的一种或多种，石墨烯中的碳元素和氧元素的重量比为（90～97）:（3～10）；将石墨烯导电粘结剂与正极材料中的过渡金属元素进行络合反应，得到石墨烯复合正极材料。采用上述方法制得的正极材料具有较优异的导电性、结构稳定性、压实密度和能量密度，同时还具有工艺流程短及成本低等优点。CN112993249ACN112993249A权利要求书1/1页1.一种石墨烯复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯复合正极材料的制备方法包括：使含有羟基和/或羧基的石墨烯与偶联剂中的官能团进行偶联反应，得到石墨烯导电粘结剂，其中所述官能团选自羰基、醚基、环氧基和氨基组成的组中的一种或多种，所述石墨烯中的碳元素和氧元素的重量比为（90～97）:（3～10）；将所述石墨烯导电粘结剂与正极材料中的过渡金属元素进行络合反应，得到所述石墨烯复合正极材料。2.根据权利要求1所述的石墨烯复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯为片状结构，且所述石墨烯的平均直径为1～3μm，层数≤5层。3.根据权利要求1或2所述的石墨烯复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯与所述偶联剂的重量比为（1.2～3.3）:（0.5～1.5）。4.根据权利要求3所述的石墨烯复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂组成的组中的一种或多种；所述钛酸酯偶联剂选自四异丙基二（亚磷酸二辛酯）钛酸酯、双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、三硬脂酸钛酸异丙酯、异丙基三油酸酰氧基钛酸酯、异丙基三（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯和异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯组成的组中的一种或多种；所述硅烷偶联剂选自N‑β‑（氨乙基）‑γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ‑（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷组成的组中的一种或多种；所述铝酸酯偶联剂选自异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯和/或铝酸三异丙酯。5.根据权利要求4所述的石墨烯复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述正极材料与所述石墨烯导电粘结剂的重量比为（30～60）:1。6.根据权利要求4所述的石墨烯复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述络合反应的温度为40～120℃。7.根据权利要求1或2所述的石墨烯复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯复合正极材料的制备方法还包括：将所述络合反应后得到的产物体系进行干燥；所述干燥过程在喷雾干燥装置中进行，且所述喷雾干燥装置的进风口温度为180～210℃；出风口温度低于所述进风口温度。8.一种石墨烯复合正极材料，其特征在于，所述石墨烯复合正极材料由权利要求1至7中任一项所述的石墨烯复合正极材料的制备方法制得。9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极极片、电解质、隔膜和负极极片，且所述正极极片包括权利要求8所述的石墨烯复合正极材料与粘结剂。10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述石墨烯复合正极材料与所述粘结剂的重量比为（95～99）:（1～5）。2CN112993249A说明书1/12页石墨烯复合正极材料、其制备方法及锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及正极材料制备技术领域，具体而言，涉及一种石墨烯复合正极材料、其制备方法及锂离子电池。背景技术[0002]相对发展成熟稳定的商业石墨负极，针对于高容量、长寿命、低成本且安全环保的正极材料的研发显得尤为迫切。而除了正极材料之外，正极导电剂和粘结剂的研究也非常重要。[0003]现有锂离子电池制备工艺是将活性物质（正极或负极活性材料）粉末与导电剂及粘结剂在溶剂中分散成浆料后，再将其涂布在集流体（如铜箔和铝箔）上形成极片，最后组装成完整的电