[发明专利]一种石墨烯聚合物包覆铌掺杂钴铝酸锂复合正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯聚合物包覆铌掺杂钴铝酸锂复合正极材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）制备铌掺杂钴铝酸锂材料

按化学式LiNb_aCo_bAl_1-a-bO₂，其中a为0.02-0.03，b为0.35-0.45，称取乙酸锂，氯化钴、硝酸铌和硫酸铝作为原料，将上述乙酸锂，氯化钴、硝酸铌和硫酸铝溶于去离子水中，配置成阳离子总浓度为2-3mol/L的溶液，然后加入固体含量为45-50wt%的络合剂聚丁烯酸，其中所述聚丁烯酸的相对分子量为1000-1200，其对应的单体含量与所述阳离子的摩尔比为1:1-2，混合均匀后，在温度为50-60℃的恒温水浴中机械搅拌3-5h，得到溶胶；

将上述溶胶置于65-75℃恒温水浴中， 蒸发浓缩得到固体湿凝胶，取出后置于烘箱内，以120-125℃的温度烘干后，在球磨机中以350-400r/min的速度球磨4-6h后，得到干凝胶粉末；

将上述干凝胶粉末置于管式炉中进行烧结，升温速率为5-10℃/min，升温至300-400℃后保温1-2h，然后继续以10-15℃/min的升温速率升温至700-900℃后保温3-5h，自然冷却至室温后得铌掺杂钴铝酸锂材料；

（2）石墨烯聚合物材料

以磷酸氢二钠和氯化铁为电解质，配置成电解液，其中的磷酸氢二钠浓度为0.15-0.2mol/L，氯化铁浓度为0.01-0.015mol/L

在上述的磷酸氢二钠和高氯酸锂混合电解液中，加入浓度为0.2 -0.4mol/L噻吩单体，经搅拌均匀，然后加入石墨烯粉末，在超声波作用下，形成均匀分散的混合溶液，其中噻吩单体与石墨烯粉末的质量百分比为80%-70%：20%-30%；

采用恒压法聚合，聚合电压为1-1.5V在导电基底上聚合得到噻吩/石墨烯复合材料，将所得材料分别用乙醇、蒸馏水洗涤后晾干，得到石墨烯聚合物材料；

（3）石墨烯聚合物材料包覆铌掺杂钴铝酸锂材料

将上述铌掺杂钴铝酸锂材料与上述石墨烯聚合物材料按重量比100∶2-5的比例混合，将混合料在行星球磨机中以转速400-450r/min球磨4-6h， 将球磨后的物质干燥后，在高纯氮气流中进行热处理烧结，以5-10℃/min速率升温，在温度750-800℃恒温烧结8-10h，以10-15℃/min降温，得到最终产品。