[发明专利]一种CNTs/Ag复合掺杂的钴酸锂正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种CNTs/Ag复合掺杂的钴酸锂正极材料及其制备方法，属于锂离子电池技术领域。CNTs是一种特殊的一维管状材料，具有极大的长径比，这使电子在CNTs内的运输具有量子特性，表现出高的导电性能。通过在CNTs表面包覆一层金属银，可以使其在正极材料中均匀分散，同时改善CNTs与LiCoOsubgt;2/subgt;的界面结合。利用球磨使CNTs与纳米银进行复合，制备出CNTs/Ag。通过球磨将一定量的CNTs/Ag与钴酸锂进行均匀混合，将混合后的正极材料在300‑600℃热处理4‑6h，得到CNTs/Ag复合掺杂的钴酸锂正极材料。均匀分散的CNTs/Ag在正极材料中可以起到导电网络的作用，极大地改善正极材料的导电性。本发明制备的CNTs/Ag复合掺杂的钴酸锂正极材料具有较高的电导率，放电比容量高达182.37mAh/g，并且循环稳定性得到较大的提高。

技术领域

本发明涉及电池材料技术领域，涉及一种CNTs/Ag复合掺杂的钴酸锂正极材料的制备方法。

背景技术

日本Sony公司成功开发出世界上第一只锂离子电池，直至今日一直是大众生活中不可或缺的一部分。由于其具有高的能量密度、循环寿命长、无记忆效应等特点，锂离子电池被广泛应用于3C、医疗设备等方面。在组成锂离子电池各个部分中，其中，正极材料是最为核心的组成部分，其性能直接决定着锂离子电池的循环稳定性、能量密度、安全性能等。因此，正极材料的改进与研究一直是科学家们研究的热点。LiCoO₂作为正极材料，其差的导电性能对制备高比容量，高循环稳定性，大倍率充放电能力的锂离子电池有着一定的制约。

碳纳米管是由单层或多层状的石墨卷曲而制成，具有特殊的一维管状分子结构。CNTs具有优异的电学性能，其载流容量可达到10⁹A·cm^-2。由于CNTs有着极大的长径比和高的表面能，其作为掺杂相加入到LiCoO₂中时，极易发生团聚。通过在CNTs表面镀覆一层金属银，可以使其在正极材料中均匀分散并且改善了CNTs与LiCoO₂的界面结合，与LiCoO₂形成一种三维纳米导电网络，提高LiCoO₂的导电性能，进而改善锂离子电池的性能。

中国专利CN1848493A公开了一种微米级高功率球形钴酸锂材料及制备方法，其中所使用的CNTs未进行改性处理，对比容量及循环稳定性提高幅度不大。

中国专利CN105489862A公开了一种钴酸锂掺杂银复合正极材料的制备方法，未能形成导电网络，对锂离子电池的性能提升不大。

随着锂离子电池的日益发展，迫切需要研究和开发出具有高导电率的正极材料，进而获得高性能的锂离子电池。

发明内容

本发明的目的是提供一种CNTs/Ag复合掺杂的钴酸锂正极材料的制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，使钴酸锂正极材料具有高的导电性能。

具体技术方案如下：

一种CNTs/Ag复合掺杂的钴酸锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）CNTs预处理，CNTs预处理的目的是为在化学镀时，金属离子更易沉积在其表面；具体步骤为①SnCl2•2H2O 和HCl )配制成敏化溶液，将CNTs放入到敏化溶液中并超声处理30min；②将PbCl2 和HCl 配制成活化溶液，取敏化处理过的CNTs放入到活化溶液中超声处理30min，并反复洗涤至中性，放入干燥箱中烘干备用；

（2）称取一定量的纳米银分散在乙醇中，并向其中加入分散剂，搅拌均匀，得到溶液A；

（3）将一定量的CNTs加入A溶液中，得到溶液B；将B溶液倒入球磨罐中进行一定程度的球磨；将球磨后的浆料进行抽滤，并在烘箱中干燥，然后研磨得到CNTs/Ag；