[发明专利]三元氧化物/石墨烯基复合电极材料其制备方法和应用

权利要求书

1.一种三元氧化物/石墨烯基复合电极材料，包括石墨烯，其特征在于，还包括三元氧化物颗粒，三元氧化物颗粒的表面被石墨烯完全包覆，多个三元氧化物颗粒之间由石墨烯链接，从而组装成复合材料颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种三元氧化物/石墨烯基复合电极材料，其特征在于，所述的复合材料的颗粒粒径为1～5μm，表面包覆有石墨烯的三元氧化物颗粒粒径为200～300nm。

3.根据权利要求1所述的一种三元氧化物/石墨烯基复合电极材料，其特征在于，所述的三元氧化物为掺氟的O3型层状结构，化学通式为NaNi_xFe_yMn_1-x-yO_2-zF_z，其中0.2≤x≤0.4，0.3≤y≤0.6，0＜z≤0.2。

4.根据权利要求1所述的一种三元氧化物/石墨烯基复合正极材料，其特征在于，所述的石墨烯为单层石墨烯。

5.一种正极，其特征在于：所述正极包括根据权利要求1～2中任意一项所述的一种三元氧化物/石墨烯基复合电极材料。

6.根据权利要求1～2任一项所述的一种三元氧化物/石墨烯基复合电极材料在钠离子电池中应用。

7.一种根据权利要求1～2任一项所述的一种三元氧化物/石墨烯基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

1)按目标产物NaNi_xFe_yMn_1-x-yO_2-zF_z，其中0.2≤x≤0.4，0.3≤y≤0.6，0＜z≤0.2，将化学计量比的MnO₂、Fe₂O₃、NiO、NaF和Na₂CO₃通过干法震荡球磨混合均匀，然后在2MPa压力下将粉末压成块体；

2)将所得到的块体混合物在空气氛下预烧，然后随炉冷却至室温；

3)将所得预烧物初步研磨后，进行第二次震荡球磨，然后在2MPa压力下将粉末压成块体；

4)将所得块体预烧物在空气氛下进行灼烧的得到氟掺杂的三元氧化物颗粒；

5)将石墨烯与所得的氟掺杂的三元氧化物颗粒按重量比为1:5～1:15，经进行第三次震荡球磨，得到三元氧化物/石墨烯基复合正极材料。

8.根据权利要求7所述的一种三元氧化物/石墨烯基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)和步骤3)中，震荡球磨的频率为15～25Hz，时间为1～5小时；步骤5)中，震荡球磨的频率为15～25Hz，时间为1～5小时。

9.根据权利要求7所述的一种三元氧化物/石墨烯基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，升温速率是2～10℃/分钟，预烧温度为300～500℃，预烧时间为2～10小时。

10.根据权利要求7所述的一种三元氧化物/石墨烯基复合电极材料的制备方法，其特征在于，步骤4)中，升温速率是2～10℃/分钟，灼烧温度为850～950℃，灼烧时间为10～15小时。