[发明专利]一种锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，该方法采用以下步骤：

(1)利用表面活性剂将钒源和有机酸或者过氧化氢均匀分散在水溶液中，通过水热法合成前驱体，再利用溶胶-凝胶及高温焙烧制备得到LiV₃O₈纳米片；

(2)对步骤(1)制备得到的LiV₃O₈纳米片超声分散，然后通过LiV₃O₈表面电荷修饰、氧化石墨烯包覆、氧化石墨烯还原以及冷冻干燥，得到石墨烯包覆的LiV₃O₈片层锂离子电池正极材料，该材料由LiV₃O₈纳米片层，以及在LiV₃O₈表面包覆的石墨烯层复合得到，其中，LiV₃O₈纳米片的含量是65～90wt％，石墨烯含量为10～35wt％；

步骤(1)中的水热法是将有机酸和钒源均匀混合在水溶液中，然后在70～200℃温度下反应3～20h，合成得到前驱体；溶胶-凝胶是将前驱体和一水合氢氧化锂按照钒元素和锂元素的摩尔比按1:10～10:1混合，加入表面活性剂作为分散剂，分散剂与前驱体的质量比为1:10～10:1，室温搅拌1～10h，之后在40～120℃温度下油浴加热并干燥；高温焙烧是在300～1000℃环境下在氧气气氛或者空气气氛下焙烧；

步骤(2)中，超声分散是将LiV₃O₈纳米片在甲苯溶液中，100～500w功率下超声10～100min，表面电荷修饰是向超声分散后的溶液中加入3-氨丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙基三甲氧基硅烷与甲苯溶液的体积比为1:50～1:1，在20～100℃环境下，氮气气氛或者氩气气氛下回流5～40h，氧化石墨烯包覆是指将经表面电荷修饰的LiV₃O₈悬浮液滴加进氧化石墨烯中并搅拌1～5h，LiV₃O₈与氧化石墨烯的质量比为2:1～30:1；氧化石墨烯还原是滴加水合肼并在室温下搅拌2～20h，氧化石墨烯与水合肼的质量比为1:10～10:1。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，

所述的钒源选自VO、VO₂、V₂O₅、V₂O₃或NH₄VO₃中的一种或几种，

所述的有机酸选自柠檬酸、酒石酸、草酸、苹果酸或枸椽酸中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，表面活性剂选自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯或聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，冷冻干燥是在-80～-20℃条件下进行的真空干燥。