[发明专利]一种石墨烯改性锂离子电池三元正极材料的制备方法

说明书

本发明涉及锂离子二次电池电极材料的相关技术领域，更具体地，本发明提供了一种石墨烯改性锂离子电池三元正极材料的制备方法。本发明第一方面提供一种石墨烯改性锂离子电池三元正极材料的制备方法，包括石墨烯、分散剂、粘结剂以及溶剂混合，形成物质A；物质A与正极活性物质混合，形成物质B；物质B经过干燥，得到粉末状物质C；物质C经过研磨，得到所述石墨烯改性锂离子电池三元正极材料；其中，石墨烯的拉曼光谱中ID/IG为0～2。所得正极材料可以有效提升电池材料的放电比容量、倍率性能以及循环性能，同时高温循环性能改善效果明显。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池电极材料的相关技术领域，更具体地，本发明提供了一种石墨烯改性锂离子电池三元正极材料的制备方法。

背景技术

伴随新能源领域对动力锂电池需求的不断增加，以三元层状氧化镍钴锰锂NCM811和氧化镍钴铝锂NCA为代表的材料(简称高镍正极材料)和以三元层状氧化镍钴锰锂NCM333、NCM523、NCM622等为代表的材料(简称三元材料)，有望成为未来锂电池正极材料的绝对主力。

目前高镍正极材料应用于动力电池仍存在的主要问题包括：

其一，锂离子电池三元正极材料锂离子扩散系数和电子电导率低，使得材料的倍率性能不是很理想，电池阻抗较高；

其二，锂离子电池三元正极材料，尤其是高镍材料，在高温下更容易产气(与钴酸锂相比)，循环失效更为明显；

其三，正极材料表面活性很高的缺陷位，在后期循环/存储过程中，结构损坏，同时消耗电解液，导致电池循环性能迅速裂化。

虽然目前已有研究公开了含有石墨烯的含镍正极材料，但其所得材料的电学性能有一定的局限，因此，需要提供一种能够明显提高电池倍率、循环性能以及降低阻抗的正极材料的制备方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明第一方面提供一种石墨烯改性锂离子电池三元正极材料的制备方法，包括步骤如下：

(1)石墨烯、分散剂、粘结剂以及溶剂混合，形成物质A；

(2)物质A与正极活性物质混合，形成物质B；

(3)物质B经过干燥，得到粉末状物质C；

(4)物质C经过研磨，得到所述石墨烯改性锂离子电池三元正极材料；其中，石墨烯的拉曼光谱中ID/IG为0～2。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，步骤3)所述的干燥方法选自加热干燥、喷雾干燥、冷冻干燥、真空旋转烘干、微波烘干、鼓风干燥、传动烘干中的任一种。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，步骤3)所述的干燥方法为喷雾干燥。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，喷雾干燥过程中进气口温度为350～500℃，出口温度为120～300℃。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，研磨过程选择球磨或机械复合方式。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，研磨过程为械复合方式，复合过程中转速为2000-6000rpm。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，复合过程的复合时间为1-60min。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，研磨过程为球磨方式，转速为250～750rpm，球磨时间为1～6min。

本发明的第二方面提供一种根据所述石墨烯改性锂离子电池三元正极材料的制备方法制备得到的石墨烯改性锂离子电池三元正极材料。

本发明的第三方面提供一种含有所述石墨烯改性锂离子电池三元正极材料的锂二次电池。