[发明专利]石墨烯/三元复合材料的制备方法

摘要

本发明属于锂离子电池材料制备领域，具体的说是一种石墨烯/三元复合材料及其制备方法。其制备过称为：首先制备出镍离子、钴离子及其锰离子，之后添加到氧化石墨烯溶液中，并通过水热反应制备出水凝胶，之后经过低温干燥，电化学沉积，热还原、烧结制备出石墨烯/三元复合材料。其制备的石墨烯三元复合材料利用水热法可以使金属离子均匀掺杂进石墨烯层间及其周围，并制备出高密度三元前驱体，之后在其表面电化学沉积锂盐，制备出具有致密度高、一致性高的前驱体材料，并通过热还原将石墨烯充分掺杂进三元材料之间，以明显提高三元材料的克容量发挥、导电率及其吸液保液能力，以提高电池的倍率性能和循环性能。

主权项

1.一种石墨烯/三元复合材料的制备方法，其特征在于，该复合材料是以三元材料为基体并在内部掺杂有含量为1～10%wt的石墨烯组成，其制备过程为：1）、金属离子溶液的制备：制备镍离子溶液、钴离子溶液、锰离子溶液，混合得到金属离子浓度为0.01～0.1mol/L的混合液A，其中各金属离子摩尔比，镍离子：钴离子：锰离子=（0.7～0.9）：（0.05～0.15）：（0.05～0.15）；2）、水凝胶制备：称取浓度为1～10mg/ml的氧化石墨烯溶液，之后添加氮源搅拌均匀后，再添加混合液A，然后超声分散均匀，得到溶液B，之后转移到高压反应釜中，并在温度为150～200℃范围间反应2～12h，得到水凝胶，然后将上述水凝胶在温度为30～80℃范围真空干燥24～96h，得到掺杂有金属离子的高密度氧化石墨烯复合材料B；3）、三元材料前驱体制备：将锂盐添加到碳酸甲乙酯中配置成锂盐浓度为0.1mol/L的溶剂，之后以高密度氧化石墨烯复合材料B作为工作电极，铂电极作为对电极，饱和甘汞作为参比电极，采用电化学沉积法将高密度氧化石墨烯复合材料B放入溶剂中进行表面沉积锂盐，最后得到含有高密度氧化石墨烯的三元材料前驱体C；4）、烧结将含有高密度氧化石墨烯的三元材料前驱体C进行煅烧，煅烧在氩气和氢气1:1混合的气氛下进行，以5℃/min的升温速率为升温到（300～400）℃，并保温（1～3）h，之后再以5℃/min升温速率为升温到（800～900）℃，并保温（2～12）h，之后在氩气气氛下降温到室温，并粉碎，分级得到石墨烯三元复合材料。