[发明专利]掺杂、包覆复合改性的镍锰酸锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂、包覆复合改性的镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备复合改性碳纳米管：

S1-1、对多壁碳纳米管进行酸处理，得到羧基化碳纳米管；

S1-2、在羧基化碳纳米管上原位修饰对氨基苯硫酚，得到复合改性碳纳米管；

S2、在复合改性碳纳米管上接枝铁、铈和钴，制备得到多金属接枝改性碳纳米管：

S2-1、将所述步骤S1制备的复合改性碳纳米管加入去离子水中，然后加入硝酸铁、硫酸钴、硝酸铈，超声分散得到混合物，然后用碱调节混合物的pH值为7.5-9；

S2-2、将所述步骤S2-1得到的混合物转移至反应釜中，150-220℃下反应3-10h，反应结束后冷却至室温，过滤，固体产物用去离子水洗涤，真空干燥，得到多金属接枝改性碳纳米管；

S3、制备镍锰酸锂正极材料；

S4、利用正硅酸乙酯对镍锰酸锂正极材料进行改性处理，制备得到表面改性正极材料：

将所述步骤S3得到的镍锰酸锂正极材料加入乙醇水溶液中，再加入正硅酸乙酯，超声分散；然后滴加氨水，搅拌反应，反应结束后过滤，固体产物用去离子水和乙醇依次洗涤，真空干燥，得到表面改性正极材料；

S5对表面改性正极材料进行碳纳米管掺杂、聚苯胺包覆复合改性处理：

S5-1、将表面改性正极材料、多金属接枝改性碳纳米管、苯胺加入乙醇水溶液中，超声分散得到溶液A；将过硫酸铵加入去离子水中，搅拌溶解，得到溶液B；

S5-2、于搅拌状态下，将溶液B滴加到溶液A中，用盐酸调节所得混合物的pH为酸性，然后在惰性气体气氛下反应，反应结束后抽滤，固体产物洗涤，真空干燥，研磨，得到掺杂、包覆复合改性的镍锰酸锂正极材料。

2.根据权利要求1所述的掺杂、包覆复合改性的镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

S1-1、对多壁碳纳米管进行酸处理，得到羧基化碳纳米管：

将多壁碳纳米管加入硫酸和硝酸的混酸中，65-90℃下超声0.5-4h，离心，弃离心液，固体产物用去离子水洗涤至中性，真空干燥，得到羧基化碳纳米管；

S1-2、在所述羧基化碳纳米管上原位修饰对氨基苯硫酚，得到复合改性碳纳米管：

S1-2-1、将羧基化碳纳米管加入盐酸中，超声分散，得到碳纳米管分散液；

S1-2-2、将对硝基氯苯加入去离子水中，搅拌，得到的溶液加入反应釜中；

S1-2-3、将硫磺、硫化钠加入去离子水中，搅拌，得到混合溶液；

S1-2-4、将所述步骤S1-2-1得到的碳纳米管分散液加入所述反应釜中，超声分散，然后预热至75-120℃，再将所述步骤S1-2-3得到的混合溶液滴加到所述反应釜中，140-220℃下反应1-4h；

S1-2-5、使反应产物冷却至0-5℃，用盐酸调节反应产物的pH值至4-6.5，过滤，固体产物用乙醇洗涤，真空干燥，得到复合改性碳纳米管。

3.根据权利要求2所述的掺杂、包覆复合改性的镍锰酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1-2具体为：

S1-2-1、将25-200mg羧基化碳纳米管加入100-400mL浓度为0.5-2mol/L的盐酸中，超声分散30-60min，得到碳纳米管分散液；

S1-2-2、将0.79-3.16g对硝基氯苯加入10-40mL去离子水中，搅拌3-10min，得到的溶液加入反应釜中；

S1-2-3、将0.8-3.2g硫磺、2-8g硫化钠加入25-100mL去离子水中，搅拌，得到混合溶液；

S1-2-4、将所述步骤S1-2-1得到的碳纳米管分散液加入所述反应釜中，超声分散5-30min，然后预热至75-120℃，再将所述步骤S1-2-3得到的混合溶液在1-3h内滴加到所述反应釜中，140-220℃下反应1-4h；

S1-2-5、使反应产物冷却至0-5℃，用盐酸调节反应产物的pH值至4-6.5，过滤，固体产物用乙醇洗涤，70-95℃真空干燥4-12h，得到复合改性碳纳米管。