[发明专利]由CO2

权利要求书

1.一种由CO₂转化的碳纳米材料复合锂电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

步骤一，去除工业烟气中的粉尘颗粒物、氮氧化物以及硫氧化物，得到预处理烟气；吸收解析所述预处理烟气中的CO₂，对捕集纯化后的CO₂气体进行压缩，除杂后脱水，进入提纯塔精馏提纯；

步骤二，碳酸盐经均质后在CO₂气氛中经过预电解、电解得到碳纳米材料和锂源的混合物；

步骤三，将混合物料进行破碎，控制其中位粒径；

步骤四，根据锂电池种类及使用需求，定向选择所制备的正极材料的前驱体，所述前驱体按照所要制备的正极材料化学式中元素摩尔比称量后充分混合研磨，添加到破碎后的混合物料中混合均匀；

步骤五，用高温固相法煅烧一定时间后定向合成碳纳米材料复合的锂电池正极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤二中制备碳纳米材料和锂源的混合物包括如下步骤：采用热-电化学协同反应电解熔融碳酸锂盐制备碳纳米材料，再由碳酸盐作为中间产物吸收温室气体CO₂再生熔融电解盐，形成可再生循环体系，最终实现CO₂转化为碳纳米材料。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述电解炉中的碳酸盐至少包括碳酸锂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：制备碳纳米材料和锂源的混合物的电解温度为450-800℃，预电解和电解时间为0.5h-4h；所述步骤三中破碎后碳纳米材料及锂源的混合物料的中位粒径D5010um；所述预电解前添加氧化锌、氧化铁等过渡金属氧化物中的至少一种或多种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤四中的前驱体含磷、铁、镍、锰、钴、铝中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：含磷、铁的前驱体作为合成复合磷酸铁锂的原材料，包括草酸亚铁、乙二酸亚铁、氧化铁红、磷酸铁、磷酸氢铵、磷酸及磷酸二氢铵中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤五中定向制备复合磷酸铁锂，含磷、铁的前驱体添加到破碎后的碳纳米材料和锂盐的混合物料中混合均匀后，所述碳纳米材料部分作为碳源做碳纳米管复合磷酸铁锂固相合成反应的还原剂，稳定铁离子价态；部分掺杂磷酸铁锂，改善其导电性能及锂离子的扩散速度。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤四中含镍、锰、钴的前驱体作为固相合成钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂正极材料的原材料，包括镍、锰、钴、铝的氢氧化物、氧化物或其氯化物中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤五中定向制备镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂三元电极材料时，按照所需电极材料化学式中的元素选择前驱体，按照元素摩尔比称量，均匀混合。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤五中用高温固相法定向制备各种碳纳米材料复合正极材料需控制温度在600-1200 ℃，在通保护气的气氛炉中煅烧9-20 h合成不同的碳纳米材料复合的锂电池正极材料。

11.根据权利要求1或10所述的制备方法，其特征在于：所述步骤五中合成的碳纳米材料复合的锂电池正极材料，其中碳纳米材料含量在0.05%-10%左右。

12.根据权利要求1或10所述的制备方法，其特征在于：所述步骤五中合成的碳纳米材料复合的锂电池正极材料，其中碳纳米材料包括多孔状碳纳米颗粒、碳纳米管、碳纳米球和多片层石墨烯材料中的一种或多种。

13.根据权利要求1或10所述的制备方法，其特征在于：所述锂电池正极材料为磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂。