[发明专利]一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池复合正极材料，其特征在于，锂离子电池正极材料为LiNi_xCo_yMn_zO₂，其中x+y+z=1，0x，y，z1，其表面包覆有石墨烯和铈和锆掺杂的介孔磷酸铝层。

2.如权利要求1所述的锂离子电池复合正极材料，其特征在于，所述石墨烯和铈和锆掺杂的介孔磷酸铝层的质量占所述锂离子电池复合材料总质量的0.6%-25.0%。

3.如权利要求1或2所述的锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将异丙醇铝溶于无水乙醇，所述异丙醇铝与所述无水乙醇质量比为1：5~10；

步骤二：配制锆盐、铈盐混合盐水溶液，锆和铈的浓度均为0.1mol/L；将质量百分含量为52%~54%的磷酸水溶液搅拌下滴加入步骤一所配的异丙醇铝乙醇溶液中，同时加入上述配制的锆盐和铈盐混合溶液，再加入表面活性剂，混均，用碱性络合剂将pH值调至8.0-8.5，制成溶胶；其中，所述异丙醇铝、铈、锆、磷酸、表面活性剂的摩尔比为1~2：0.5~1：0.5~1：1~2：0.1~0.25；

步骤三：将所述溶胶置于水热反应釜中，160~200℃反应12~24h，得到铈和锆掺杂的介孔磷酸铝沉淀；将沉淀收集、干燥后，于450-650℃保温5~7 h，得到铈和锆掺杂的介孔磷酸铝粉体；

步骤四：将聚乙二醇和石墨烯均匀分散于N-甲基吡咯烷酮中，加入锂离子电池正极材料和上述所得的铈和锆掺杂的介孔磷酸铝粉体，混合后球磨成混合浆料，真空干燥，得混合粉体；其中，所述锂离子电池正极材料、铈和锆掺杂的介孔磷酸铝粉体、石墨烯、聚乙二醇、N-甲基吡咯烷酮的质量比为40~100：0.5~10：0.1~10：0.1~10：50~200；

步骤五：将上述混合粉体于氮气气氛中450-550℃保温3-5小时，冷却，破碎、过筛得到表面包覆有铈和锆掺杂的介孔磷酸铝和石墨烯层的锂离子电池复合正极材料。

4.如权利要求3所述的锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述锆盐为硝酸锆、乙酸锆、硫酸锆中的一种或多种。

5.如权利要求3所述的锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述铈盐为硝酸铈、乙酸铈、硫酸铈中的一种或多种。

6.如权利要求3所述的锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、壬基酚聚氧乙烯醚-10、十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇中的一种或多种。

7.如权利要求3所述的锂离子电池复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中碱性络合剂为四甲基氢氧化铵。