[发明专利]一种石墨烯包覆锂离子电池三元正极材料

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包覆锂离子电池三元正极材料。本发明第一方面提供一种石墨烯包覆的锂离子电池三元正极材料，其制备原料包括溶剂‑1、正极活性物质以及含石墨烯的浆料；其中，含石墨烯的浆料与正极活性物质的重量比为(0.01～8)：1。本发明通过石墨烯均匀分散于三元正极材料颗粒之间，三元正极表面的石墨烯对材料表面的O原子起到“固定”作用，从而稳定材料结构，抑制电解液在三元正极表面的分解，改善材料的循环性能，尤其是高温循环性能。

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包覆锂离子电池三元正极材料。

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。

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包覆的锂离子电池三元正极材料，其制备原料包括溶剂-1、正极活性物质以及含石墨烯的浆料；其中，含石墨烯的浆料与正极活性物质的重量比为(0.01～8)：1。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，溶剂-1、正极活性物质、含石墨烯的浆料三者的混合物的固含量为30％～90％。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，溶剂-1、正极活性物质、含石墨烯的浆料三者的混合物的固含量为50％～80％。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，溶剂-1、正极活性物质、含石墨烯的浆料三者的混合物的粘度为100～5000cps。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，含石墨烯的浆料的制备原料包括石墨烯、溶剂-2、分散剂以及粘结剂。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，石墨烯的层数为1～20。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，石墨烯占浆料的0.2wt％～8wt％。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，分散剂占浆料的0.01wt％～1wt％。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，粘结剂占浆料的0wt％～1wt％。

本发明的第二方面提供一种含有所述石墨烯包覆的锂离子电池三元正极材料的锂二次电池。

与现有技术相比，本发明通过石墨烯均匀分散于三元正极材料颗粒之间，三元正极表面的石墨烯对材料表面的O原子起到“固定”作用，从而稳定材料结构，抑制电解液在三元正极表面的分解，改善材料的循环性能，尤其是高温循环性能。

具体实施方式