[发明专利]一种碳纳米管钠超离子导体包覆三元电极材料的制备方法

说明书

本发明属于电极材料制备技术领域，涉及一种碳纳米管钠超离子导体包覆三元电极材料的制备方法，包括碳纳米管钠超离子导体的制备和碳纳米管钠超离子导体包覆三元电极材料的制备，步骤一：在高压状态下，流动碳纳米管液体利用超高压对撞形成碳纳米管分散体；步骤二：将钠超离子导体、碳纳米管和分散剂在溶剂N‑甲基吡咯烷酮中均匀搅拌混合4‑6小时；步骤三：制备石墨烯碳纳米管混合液；步骤四：将步骤二制得的混合液和步骤三制得的石墨烯碳纳米管混合液使用高速搅拌器搅拌和超声分散，得到碳纳米管钠超离子导体分散液；步骤五：碳纳米管钠超离子导体分散液与三元电极材料混合。此方法制备的三元电极材料具有较高的导电性，可提高电化学性能。

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管钠超离子导体包覆三元电极材料的制备方法。属于电极材料制备技术领域。

背景技术

如今，随着便携设备的发展，锂充电电池目前正被用作生活中距离我们最近的储能设备。随着工业的发展，基于它们较高的理论能量密度，低成本和环境兼容性与传统的储能系统相比，各个领域对锂充电电池的性能有更高的要求，也被认为是最有前景的储能系统之一。为了保证优化的能量密度和提高安全性，人们对构成锂二次电池的正极、负极和电解液材料进行了大量的研究。但是，由于其实际能量密度和电池寿命的限制，目前的商用锂充电电池仍无法满足大规模储能的需求。众所周知，由于正极材料是提高锂电池性能的重要影响因素，是锂电池的重要组成部分。因此，开发具有更高性能的正极材料受到了广大研发者的关注。

锂离子电池由于其优良的性能而应用范围广泛，因此追求性能更优异的锂离子电池一直是近年来的研究热点。锂离子电池最重要的组成部分是锂离子电池正极材料，正极材料性能优劣，直接影响锂离子电池的性能，所以研发具有优异性能的锂离子电池正极材料，是发展锂离子电池的关键。目前应用在手机、相机、笔记本电脑等领域的锂离子电池正极材料以钴酸锂为代表，随着电动汽车的规模化发展，迫切需要开发高能量密度、高比容量、高倍率性能和高热稳定性且成本低廉的正极材料。

同时国家也相继出台了一系列政策，鼓励和支持电动汽车领域的技术创新和发展。在市场和政策的双重引导下，锂离子电池三元正极材料应运而生，增加不同的组元，并通过改变三种组元的比例，实现正极材料的性能优化，随着电动汽车对能量密度要求的不断提高，所使用的三元材料也由LiNi_1/3 Co_1/3Mn_1/3O₂ 向LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂ 转变、甚至许多三元电极材料企业已经开始开发LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂、LiNiO₂、NCA等高镍材料，但是由于三元材料存在的安全性差、耐高温性差、大功率放电差等缺陷，使其研究止步不前。目前人们致力于设计合理的方案以解决三元电极材料所存在的问题，其中将固态电解质引入正极材料受到大家的广泛关注。

然而即使是三元材料，也无法弥补锂电池在应用中存在的以下缺点：（1）锂电池正极的振实密度小，密度一般在0.8到1.3左右，体积大。（2）导电性能差，锂离子扩散速度慢，高倍充放电时，实际的比容量低。（3）锂电池的低温性能差。

发明内容

本发明提出一种具有较高的导电性，能促进离子在通道中的自由移动，提高电化学性能，具备优异的机械稳定性，在循环过程中，可有效缓解了三元材料结构的破坏，抑制阻抗的增加，表面包覆层也可以作为保护层，防止环境中的空气和水与三元材料产生副反应，阻碍锂离子的传输，降低倍率性能的碳纳米管钠超离子导体包覆三元电极材料的制备方法，解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：