[发明专利]一种氧化硅-石墨烯包覆高镍锂电池正极材料及制备方法

权利要求书

1.一种氧化硅-石墨烯包覆高镍锂电池正极材料，其特征在于，所述正极材料以介孔氧化硅作为支撑材料，高镍三元材料填充进入所述介孔氧化硅结构中，外层包裹石墨烯形成复合正极材料，其中所述介孔氧化硅的粒径为360-550nm，孔径为2-50nm，所述高镍三元材料为4-120μm粒径的NCM，所述石墨烯的粒径为5-40nm。

2.一种氧化硅-石墨烯包覆高镍锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，采用可溶性的锂盐、镍盐、钴盐和锰盐作为原料，将固定有纳米介孔氧化硅微球的丝网作为支撑材料载体，采用石墨烯作为导电层，最终包裹高镍三元材料，具体制备步骤如下：

（1）按锂、镍、钴、锰摩尔比例1：0.8：0.12-0.18：0.02-0.08称取锂盐、镍盐、钴盐、锰盐2重量份，0.1-0.33重量份烧结助剂，15-22份有机溶剂；

（2）将锂盐、镍盐、钴盐、锰盐以及烧结助剂加入有机溶剂中，高速搅拌后得到前驱体浆料；

（3）将所述支撑材料载体渍于所述前驱体浆料中，放置30-150分钟后，经表面干燥后，将丝网置于箱式烧结炉中，进行400-600℃预烧，再经过900-1100℃烧结，得到氧化硅复合三元材料；

（4）将所述氧化硅复合三元材料经过球磨机研磨和超声粉碎，获得氧化硅支撑的三元材料粉体，将粉体分散于石墨烯分散液，高速搅拌后，过滤，经过220-310℃烘干，得到石墨烯-氧化硅共包覆的高镍三元正极材料。

3.根据权利要求2所述的一种氧化硅-石墨烯包覆高镍锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂盐为碳酸锂、硝酸锂中的一种，所述镍盐为氯化镍、碳酸镍、硝酸镍、溴化镍、氟化镍中的一种，所述钴盐为氯化钴、碳酸钴、硝酸钴、钴酸钠、溴化钴、氟化钴中的一种，所述锰盐为氯化锰、碳酸锰、硝酸锰、锰酸钠、溴化锰、氟化锰中的一种。

4.根据权利要求2所述的一种氧化硅-石墨烯包覆高镍锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述烧结助剂为粒径为10-30nm的高锰酸盐、次氯酸盐、硝酸盐中的一种或两种以上的组合，所述高锰酸盐为高锰酸钾和高锰酸银中的一种，所述次氯酸盐为次氯酸钙、次氯酸钾、次氯酸钠中的一种，所述硝酸盐为硝酸钾、硝酸钙、硝酸钠中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种氧化硅-石墨烯包覆高镍锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、戊烷、己烷、辛烷、甲基异丁酮和三乙醇胺中的一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求1所述的一种氧化硅-石墨烯包覆高镍锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述固定有纳米介孔氧化硅微球的丝网中，纳米介孔氧化硅的负载量为质量份数为30-60%，所述丝网为高分子PVC丝网、ABS丝网、PEN丝网、NDC丝网、EG丝网中的一种，所述丝网的直径为2-50μm。

7.根据权利要求1所述的一种氧化硅-石墨烯包覆高镍锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述高速搅拌的速率为300-1200 rpm。

8.根据权利要求1所述的一种氧化硅-石墨烯包覆高镍锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述预烧时间为5-8小时，所述烧结时间为24-36小时。

9.根据权利要求1所述的一种氧化硅-石墨烯包覆高镍锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述氧化硅支撑的三元材料粉体的粒径为100-300μm。

10.根据权利要求1所述的一种氧化硅-石墨烯包覆高镍锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯-氧化硅共包覆的高镍三元正极材料中高镍三原材料、石墨烯与氧化硅质量比为1000：1: 100-230。