[发明专利]锂离子电池正极材料的制备方法及采用该方法制备得到的锂离子电池正极材料

权利要求书

1.一种锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，主要包括如下步骤:

步骤1，配制含有石墨烯的包覆层浆料，喷雾进入包覆室，并使得形成的颗粒带有电荷，且每个颗粒的带电量为Q1；

步骤2，将核结构组分喷入包覆室，并使得其表面带有与步骤1所述颗粒相反的电荷，且每个颗粒的带电量为Q2；

步骤3，包覆反应：调节包覆室内的气流，使得步骤1的颗粒均匀的包覆于步骤2所述的核结构表面；

步骤4，进行后处理得到成品锂离子电池正极材料颗粒；

步骤1所述的石墨烯包括非官能团化石墨烯和/或官能团化石墨烯；步骤1所述包覆层浆料中还包含传统包覆层原料或/和聚合物单体；

当石墨烯为非官能团石墨烯，所述包覆层浆料包含传统包覆层原料时，步骤4所述的后处理为：碳化；

当石墨烯为非官能团石墨烯，所述包覆层浆料包含聚合物单体时，步骤4所述的后处理为：将步骤3得到的产物，置于含有引发剂的环境中，促使单体聚合，将包覆层紧密的粘接在一起，之后碳化即得到成品锂离子电池正极材料；

当石墨烯为非官能团石墨烯，所述包覆层浆料包含传统包覆层原料和聚合物单体时，步骤4所述的后处理为：将步骤3得到的产物，置于含有引发剂的环境中，促使单体聚合，将包覆层紧密的粘接在一起，之后碳化即得到成品锂离子电池正极材料；

当石墨烯为官能团石墨烯，所述包覆层浆料包含传统包覆层原料时，步骤4所述的后处理为：将步骤3得到的产物进行还原处理，促使石墨烯片层之间官能团进行交联反应，形成紧密连接的包覆层结构，之后进行热处理提高包覆层的导电率最终得到成品锂离子电池正极材料；

当石墨烯为官能团石墨烯，所述包覆层浆料包含聚合物单体时，步骤4所述的后处理为：将步骤3得到的产物进行还原处理，促使石墨烯片层之间官能团进行交联反应，形成紧密连接的包覆层结构；再置于含有引发剂的环境中，促使单体聚合，将包覆层紧密的粘接在一起，之后碳化即得到成品锂离子电池正极材料；

当石墨烯为官能团石墨烯，所述包覆层浆料包含传统包覆层原料和聚合物单体时，步骤4所述的后处理为：将步骤3得到的产物进行还原处理，促使石墨烯片层之间官能团进行交联反应，形成紧密连接的包覆层结构；再置于含有引发剂的环境中，促使单体聚合，将包覆层紧密的粘接在一起，之后碳化即得到成品锂离子电池正极材料；

其中，所述传统包覆层原料为酚醛树脂、密胺树脂、过氯乙烯、沥青、硬脂酸、PVC、聚丙烯腈、天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种；所述聚合物单体包括甲基丙烯酸酯类、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-丙烯酰吗啉、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、正丙烯酸己酯、2-丙烯酸环己酯、丙烯酸十二酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇丙烯酸酯、双-三羟基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。

2.一种权利要求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所述核结构为一次颗粒结构或二次颗粒结构，所述核结构中包含钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰、镍钴铝、镍酸锂、锂钒氧化物、富锂正极材料中的至少一种。

3.一种权利要求2所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述官能团化石墨烯中的官能团为羧基、羟基、环氧基、羰基、硝基、氨基中的至少一种。

4.一种权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，Q2≥2*Q1。

5.一种权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，Q2≥10*Q1。

6.一种权利要求1所述的锂离子电池正极材料制备方法制备得到的锂离子电池正极材料，包括核结构和壳结构，所述壳结构均匀包覆于所述核结构的表面，其特征在于，所述壳结构中含有石墨片层，且厚度为h，h≤100nm；所述壳结构中的石墨烯片层是通过静电吸附作用均匀的包覆于所述核结构表面进而形成壳结构包覆层。