一种新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料及其制备方法。本新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料按重量份计，由以下组分按照所示比例制备而成，氧化石墨烯20、活性材料80、功能性材料15、导电材料10、粘结材料10。所述功能性材料为60%的硝酸铁锂溶液。所述正极材料为镍酸锂。所述导电剂为鳞片石墨。本发明克服了锂离子电池因为保护板自放电而造成失效的缺陷，从而改善整个电池组的自放电，实现延长锂电池存放时间的目的，保证用户使用完用电器而不充电的情况下可以储存较长的时间。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料及其制备方法。 一种新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料及其制备方法
【背景技术】
[0002] 锂离子电池自商业化以来，锂离子电池所用的正极材料大多为镍酸锂、镍酸锂或 三元材料等，其组分主要是活性材料加导电剂再加粘结剂，所述活性材料为镍酸锂、镍酸锂 或三元等；负极材料大多采用石墨为活性物质，再添加一些导电剂和粘结剂；其优点是容 量较高，循环寿命长，但是镍资源匮乏、价格昂贵且具有毒性，因此寻求价格优廉、性能可 靠、环境友好的正极材料成为锂离子电池的重要研究方向。以镍酸锂为代表的尖晶石型正 极材料和三元材料层状氧化物在过去十年中得到广泛研究，但是由于其各自存在的缺陷制 约了他们的发展前景。另外，正负极材料组成的体系有个共同的特点就是放电后期，尤其是 在放电结束时，电压下降非常快，也就是在这个电压区间里面，锂离子电池的容量几乎没有 了。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种新型石墨烯 掺杂的镍酸锂电正极材料及其制备方法。
[0004] 为解决上述技术问题，本新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料按重量份计，由以 下组分按照所示比例制备而成，氧化石墨烯20、活性材料80、功能性材料15、导电材料10、 粘结材料10。
[0005] 作为优化，所述功能性材料为60%的硝酸铁锂溶液。
[0006] 作为优化，所述正极材料为镍酸锂。
[0007] 作为优化，所述导电剂为鳞片石墨。
[0008] 本新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料制备方法包括以下步骤： (1) 取石墨与硝酸钠，以质量比2: 1比例，置于一定量冰浴的浓硫酸中，搅拌下加入3倍 于所述石墨质量的高镍酸钾，混合均匀，控制温度低于20°C搅拌1 h左右，然后升高温度至 32~38°C反应2 h，缓慢滴加定量去离子水，充分搅拌均匀，待体系温度下降时加入双氧水终 止反应，抽虑、洗涤、干燥；加热搅拌的过程中，加入一定量已分散均匀的碳纳米管乙二醇浆 液，再继续搅拌2 h ;制得氧化石墨烯； (2) 将氧化石墨烯、活性材料、功能性材料、导电材料、粘结材料混合均匀，分散在体积 比为3:1的水和丙酮的混合溶剂、水或氯仿中，超声或者搅拌，使其完全均匀地分散； (3) 在冰水浴和惰性气氛保护下，加入过硫酸铵水溶液或FeCl3的氯仿溶液，恒温下搅 拌反应24h，然后将反应产物离心分离，洗涤，放入60°C的真空干燥箱中烘干，研磨至粉末。
[0009] 本发明一种新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料制备方法方法简单，成本低廉， 克服了锂离子电池因为保护板自放电而造成失效的缺陷，从而改善整个电池组的自放电， 实现延长锂电池存放时间的目的，保证用户使用完用电器而不充电的情况下可以储存较长
【权利要求】
1. 一种新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料，其特征是：按重量份计，该新型石墨烯 掺杂的镍酸锂电正极材料由以下组分按照所示比例制备而成，氧化石墨烯20、活性材料 80、功能性材料15、导电材料10、粘结材料10。
2. 根据权利要求1所述的新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料，其特征是：所述功能 性材料为60%的硝酸铁锂溶液。
3. 根据权利要求1所述的新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料，其特征是：所述正极 材料为镍酸锂。
4. 根据权利要求1所述的新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料，其特征是：所述导电 剂为鳞片石墨。
5. -种新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料制备方法，其特征是：所述新型石墨烯掺 杂的镍酸锂电正极材料为权利要求1~4任一所述的新型石墨烯掺杂的镍酸锂电正极材料， 其制备方法包括以下步骤： (1) 取石墨与硝酸钠，以质量比2:1比例，置于一定量冰浴的浓硫酸中，搅拌下加入3倍 于所述石墨质量的高镍酸钾，混合均匀，控制温度低于20°C搅拌1 h左右，然后升高温度至 32~38°C反应2 h，缓慢滴加定量去离子水，充分搅拌均匀，待体系温度下降时加入双氧水终 止反应，抽虑、洗涤、干燥；加热搅拌的过程中，加入一定量已分散均匀的碳纳米管乙二醇浆 液，再继续搅拌2 h ;制得氧化石墨烯； (2) 将氧化石墨烯、活性材料、功能性材料、导电材料、粘结材料混合均匀，分散在体积 比为3:1的水和丙酮的混合溶剂、水或氯仿中，超声或者搅拌，使其完全均匀地分散； (3) 在冰水浴和惰性气氛保护下，加入过硫酸铵水溶液或FeCl3的氯仿溶液，恒温下搅 拌反应24h，然后将反应产物离心分离，洗涤，放入60°C的真空干燥箱中烘干，研磨至粉末。
【文档编号】H01M4/62GK104064767SQ201410272020
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】孙琦, 李岩, 孙慧英 申请人:青岛乾运高科新材料股份有限公司