[发明专利]一种锂离子电池用镍锰酸锂-石墨烯复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子电池用镍锰锂复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将硫酸镍、乙酸锂、氯化锰和硝酸镱与水混合，滴加浓度为4‑5mol/L的NaOH溶液，制的掺杂稀土元素镱的LiNi0.5Mn1.5O4前躯体；(2)将氧化石墨纳米材料配制10‑15mg/mL的氧化石墨烯水溶液，将氧化石墨烯水溶液倒入聚四氟乙烯为内胆的不锈钢反应釜中干燥，将粉末球磨后得到多孔石墨烯材料；(3)将掺杂稀土元素钇的LiNi0.5Mn1.5O4的前躯体和石墨烯进行球磨，烧结，即得到掺杂镱的镍锰锂‑石墨烯复合材料。本发明制备的锂离子电池用镍锰锂‑石墨烯复合材料，采用了湿法掺杂工艺，改善了其循环稳定性，增强了材料的导电性能；其在用于锂离子电池时，具有高的比容量以及较长的使用寿命。

主权项

一种锂离子电池用镍锰锂‑石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备掺杂稀土元素镱的LiNi0.5Mn1.5O4前躯体将镍、锂、锰、镱摩尔比为0.5:1：(1.42‑1.45)：(0.05‑0.08)的硫酸镍、乙酸锂、氯化锰和硝酸镱与水混合，搅拌溶解均匀得到金属离子浓度为2‑2.5mol/L的混合溶液；在搅拌状态下，向混合溶液中滴加浓度为4‑5mol/L的NaOH溶液，控制PH值为11‑12，使得金属离子完全沉淀，抽滤，用去离子水洗涤沉淀物3‑5次，90‑100℃干燥8‑10h，得到稀土元素镱的LiNi0.5Mn1.5O4；(2)制备石墨烯按石墨粉和60wt％浓硫酸的质量体积比(1‑2)g：(3‑5)ml将石墨粉分散到60wt％浓硫酸中，搅拌下加入25wt％双氧水，搅拌3‑5分钟，温度上升至50‑55℃左右，加入60wt％浓硫酸体积2‑3倍蒸馏水，搅拌20‑30分钟，经过离心分离，用质量浓度5‑10％醋酸溶液、去离子水和乙二醇反复洗涤后得到氧化石墨纳米材料；将上述氧化石墨纳米材料配制10‑15mg/mL的氧化石墨烯水溶液，将氧化石墨烯水溶液倒入聚四氟乙烯为内胆的不锈钢反应釜中，将不锈钢反应釜密封置于鼓风干燥箱中干燥，然后将不锈钢反应釜自然冷却至室温，用过滤纸吸取溶液中的水份，得到的粉末置于真空干燥箱中充分干燥，球磨后得到多孔石墨烯材料；(3)烧结将上述掺杂稀土元素钇的LiNi0.5Mn1.5O4的前躯体和上述石墨烯，按照质量比100：(5‑10)加入球磨机中，以300‑400r/min的转速球磨10‑12h，混合均匀，在氩气气氛下烧结，自然降温至室温后，即得到掺杂镱的镍锰锂‑石墨烯复合材料。