[发明专利]一种铈掺杂的镍钴铝酸锂/石墨烯复合正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种铈掺杂的镍钴铝酸锂/石墨烯复合正极材料的制备方法，属于锂离子二次电池正极材料的制备技术领域。本发明的技术方案要点为：一种铈掺杂的镍钴铝酸锂/石墨烯复合正极材料的制备方法，包括铈掺杂的镍钴铝酸锂正极材料的合成、碳基体‑石墨烯材料的合成及目标产品铈掺杂的镍钴铝酸锂/石墨烯复合正极材料的合成等步骤。本发明通过铈掺杂有效抑制正极材料与电解液之间的副反应，进而提高锂离子电池的循环稳定性；通过碳基体‑石墨烯包覆能够提高正极材料的电子电导率和离子传输率，进而提高锂离子电池的倍率性能。

主权项

1.一种铈掺杂的镍钴铝酸锂/石墨烯复合正极材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：将2~3重量份的镍钴氢氧化物前驱体Ni0.84Co0.16(OH)2、0.5~2重量份的LiOH·H2O、0.03~0.04重量份的Al2O3和0.1~0.4重量份的Ce(NO3)3·6H2O球磨1~3h得到均匀混合物料，再将混合物料转移至管式炉中，在氧气气氛下以1~2℃/min的升温速率升温至500~600℃预处理3~5h，再升温至700~800℃烧结6~8h得到铈掺杂的镍钴铝酸锂正极材料；步骤S2：将5~7重量份的天然石墨、4~6重量份的K2S2O5和4~6重量份的P2O5加入到浓H2SO4中并搅拌混合均匀，再置于80℃的油浴中搅拌4~6h后分散于去离子水中得到稀释样品，然后将稀释样品抽滤洗涤至中性并室温静置得到预氧化原料，将预氧化原料在0℃冰浴条件下加入浓H2SO4并搅拌混合均匀，在搅拌的条件下加入25~30重量份的高锰酸钾，再于30~40℃搅拌1~3h后加入去离子水稀释，将稀释的样品加入到去离子水中并在搅拌的条件下依次加入双氧水、浓盐酸和去离子水，继续搅拌0.5~1h后静置沉淀分层，倒出上清液，对样品进行透析至中性并于40~50℃真空干燥得到碳基体‑石墨烯材料；步骤S3：将0.5~2重量份的步骤S1得到的铈掺杂的镍钴铝酸锂正极材料分散于去离子水中并超声混合均匀得到混合液A，将0.05~0.2重量份的步骤S2得到的碳基体‑石墨烯材料分散于去离子水中并超声混合均匀得到混合液B，将混合液A和混合液B混合加入球墨罐中球磨，再将球磨好的混合料取出并加入氨水调节混合体系的pH至9~11，然后置于聚四氟乙烯反应釜中于140~160℃水热反应4~6h，再冷却至室温，取出后过滤洗涤干燥得到铈掺杂的镍钴铝酸锂/石墨烯复合正极材料。