[发明专利]一种富锂材料/导电有机聚合物复合正极材料及电极的制备方法

权利要求书

1.一种导电交联聚合物包覆的纳米/微米棒状分级结构富锂正极材料的制备方法，所述导电交联聚合物包覆的纳米/微米棒状分级结构富锂正极材料中，富锂正极材料的化学式通式为：xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂；其中M为过渡金属层中的金属离子，包括Mn、Ni、Co、V、Sn、Mo、Y的一种或多种，0＜x＜1；其特征在于，制备方法包括以下步骤：

将所需化学计量的锂的乙酸盐、乙酸锰或硝酸锰、含金属M的乙酸盐或硝酸盐按比例混合，溶于乙醇溶液中，得到混合溶液A；将过量的草酸溶解于乙醇溶液中，得到混合溶液B；将混合溶液A加入到混合溶液B中，搅拌一段时间后转移到水热釜，180℃水热反应2～20h，制得前驱体；将前驱体干燥后在400～500℃煅烧3～6h，再依次在500～600℃煅烧2～5h、700～800℃煅烧2～5h、800～900℃煅烧12～20h，之后冷却至室温即得到纳米/微米棒状分级结构富锂层状氧化物正极材料；

将纳米/微米棒状分级结构富锂层状氧化物正极材料与导电交联聚合物溶于有机溶剂中，获得富锂正极材料悬浊液；将该悬浊液超声搅拌4～12h，在常温下通过蒸发溶剂使得导电交联聚合物在富锂正极材料表面原位沉淀，获得导电交联聚合物包覆的纳米/微米棒状分级结构富锂正极材料；

所述导电交联聚合物通过以下步骤制得：将三苯胺和苯胺以一定摩尔比溶解在有机溶剂中，在惰性气体的保护下进行搅拌，同时加入无水三氯化铁，控制反应温度在5～60℃，反应3～12h后将产物倒入过量甲醇中，使具有网状结构的导电交联聚合物沉淀下来；将产物用甲醇洗涤数次，在饱和氨水中搅拌过夜，最后干燥得到导电交联聚合物。

2.根据权利要求1所述的一种导电交联聚合物包覆的纳米/微米棒状分级结构富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述三苯胺占三苯胺与苯胺总摩尔量的0.4～50％；无水三氯化铁与聚合物单体的摩尔比为4:1。

3.根据权利要求1所述的一种导电交联聚合物包覆的纳米/微米棒状分级结构富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述乙醇溶液的质量浓度为30～99.5％；

所述包覆过程中，导电交联聚合物占纳米/微米棒状分级结构富锂层状氧化物正极材料与导电交联聚合物总质量的3～30％。

4.根据权利要求1所述的一种导电交联聚合物包覆的纳米/微米棒状分级结构富锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述冷却为随炉冷却、空气冷却、液氮冷却中的一种；将混合溶液A加入到混合溶液B之后，在40～60℃下搅拌1～6小时；所述干燥是指60～80℃真空干燥12～24h。

5.一种导电交联聚合物包覆的纳米/微米棒状分级结构富锂正极材料，其特征在于，其由权利要求1至4任一项所述的一种导电交联聚合物包覆的纳米/微米棒状分级结构富锂正极材料的制备方法制得。

6.权利要求5所述的导电交联聚合物包覆的纳米/微米棒状分级结构富锂正极材料在制备正极电极中的应用。

7.一种富锂材料/导电有机聚合物复合正极材料复合正极，其特征在于，其通过以下步骤制备得到：

(1)将导电有机聚合物进行球磨混合，得到导电有机聚合物复合材料；

(2)将权利要求5所述导电交联聚合物包覆的纳米/微米棒状分级结构富锂材料作为正极活性物质，与导电剂乙炔黑、导电有机聚合物复合材料、粘结剂PVDF分别进行称量；然后将所述导电剂乙炔黑与导电交联聚合物包覆的纳米/微米棒状分级结构富锂正极复合材料充分搅拌混合均匀，在干混搅拌均匀后加入粘结剂PVDF与导电有机聚合物复合材料，干混搅拌均匀后再加入N-甲基吡咯烷酮形成浆料，控制浆料的固含量和浆料黏度，得正极浆料；

(3)将步骤(2)所述正极浆料涂布在铝箔上，在碾压辊上进行碾压，冲切后获得富锂正极材料/导电有机聚合物复合材料复合正极电极。

8.根据权利要求7所述的一种富锂材料/导电有机聚合物复合正极材料复合正极，其特征在于，所述导电有机聚合物由聚苯胺、聚对苯、聚三苯胺、聚吡咯、聚噻吩中的一种或几种组成。

9.根据权利要求7所述的一种富锂材料/导电有机聚合物复合正极材料复合正极，其特征在于，所述正极浆料中，导电交联聚合物包覆的纳米/微米棒状分级结构富锂材料、导电有机聚合物复合材料、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF的质量比例如下：导电交联聚合物包覆的富锂正极材料占70％～80％、导电有机聚合物复合材料占10％～20％、导电剂乙炔黑占5％～20％、粘接剂PVDF占5％～20％，四者百分比含量之和为100％；

所述正极浆料中的固含量为40～60％，浆料黏度为4500～6000cps。