本发明涉及锂电池正极制作技术领域，具体为一种氧化物/碳复合锂离子电池正极材料。
背景技术：
随着社会的快速发展，能源与环境的问题日益突出，寻找新的清洁能源来代替石油资源变得更为迫切。动力电池作为一种新型清洁能源受到了世界各国的重视。动力电池是电动车、电动工具等可移动用电器具的核心部件，以动力电池为主要或辅助动力源的纯电动汽车(EV)或混合动力电动汽车(HEV)是汽车业的主要发展方向之一。同时，国家加快了能源结构的调整，大力发展风能、太阳能等可再生二次能源。这些能源存在不连续和不稳定等缺点，在使用过程中需要配套储能设备。新能源汽车和大规模储能系统的发展，为锂离子电池行业提供了良好的发展机遇和更广阔的发展空间。同时，也对锂离子电池的性能提出了更高的要求。
钴酸锂是作为锂离子电池正极材料，比目前商业化的碳正极材料具有较大的优势：首先钴酸锂是“零应变材料”，锂离子嵌入前后的晶体结构不变，晶格常数和体积变化很小，从而提高了电极的循环性能和使用寿命，减少了随循环次数增加而带来的比容量大幅度衰减；钴酸锂具有比碳正极更优良的循环性能；钴酸锂的化学扩散系数比碳正极材料的扩散系数大一个数量级，高的扩散系数使得该正极材料可以快速、多循环充放电。为此，研制一种氧化物/碳复合锂离子电池正极材料。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种氧化物/碳复合锂离子电池正极材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氧化物/碳复合锂离子电池正极材料，其由以下组份制成：碳源，金属氧化物和三元材料；通过复合实现钴、镍、锂和锰在材料中的均匀分布，其中钴在复合正极材料中所占重量比例为5～10％，镍在复合正极材料中所占重量比例为10～20％，锂在复合正极材料中所占重量比例为20～40％，锰在复合正极材料中所占重量比例为15～30％，其余为其它正极材料元素。
进一步地，所述金属氧化物为层状盐结构的钴酸锂、二氧化锰、锰酸锂，磷酸铁锂。
进一步地，所述三元材料为镍钴酸锂、镍锰酸锂和镍锰钴酸锂，所述碳源为碳包。
一种氧化物/碳复合锂离子电池正极材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)量取碳源，加入去离子水中，制成溶液A；
(2)分别量取与步骤(1)所述碳源物质的量的比为10:1的金属氧化物，分散于去离子水中，制成分散液B；
(3)将分散液A、分散液B和三元材料混合后倒入高温反应釜中，然后置于500～700℃条件的烘箱中反应1～2小时，反应结束后，自然冷却至室温，然后进行抽滤，用去离子水或乙醇洗涤，在60～120℃条件下干燥得到LiCoO2/C半成品；
(4)将步骤(3)所得的半成品在二氧化硫中、100～300℃条件下烧结8～12h，所得产物即得纳米级LiCoO2/C材料。
进一步地，步骤(4)所述分散液A、分散液B和三元材料混合，在磁力搅拌下进行，并持续搅拌20分钟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的一种氧化物/碳复合锂离子电池正极材料，本发明采用的是水热合成法与固相处理相结合，钴在水中分散再与锂在较高温下发生反应，实现了分子级别的分散，颗粒的分布更均匀，使得产品的尺寸能保持在纳米尺寸。纳米级的钴酸锂材料同时在水热动态环境下实现离子交换，反应更为充分，热能及动能转换为材料内部能，大大缩短了处理时间，提高了产率，降低了能源消耗和成本，简化了工艺条件，原材料选择范围宽，易于在工业上实施。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种氧化物/碳复合锂离子电池正极材料，其由以下组份制成：碳源，金属氧化物和三元材料；通过复合实现钴、镍、锂和锰在材料中的均匀分布，其中钴在复合正极材料中所占重量比例为5％，镍在复合正极材料中所占重量比例为10％，锂在复合正极材料中所占重量比例为20％，锰在复合正极材料中所占重量比例为15％，其余为其它正极材料元素。
所述金属氧化物为层状盐结构的钴酸锂、二氧化锰、锰酸锂，磷酸铁锂。
所述三元材料为镍钴酸锂、镍锰酸锂和镍锰钴酸锂，所述碳源为碳包。
一种氧化物/碳复合锂离子电池正极材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)量取碳源，加入去离子水中，制成溶液A；
(2)分别量取与步骤(1)所述碳源物质的量的比为10:1的金属氧化物，分散于去离子水中，制成分散液B；
(3)将分散液A、分散液B和三元材料混合后倒入高温反应釜中，然后置于500℃条件的烘箱中反应1小时，反应结束后，自然冷却至室温，然后进行抽滤，用去离子水或乙醇洗涤，在60℃条件下干燥得到LiCoO2/C半成品；
(4)将步骤(3)所得的半成品在二氧化硫中、100℃条件下烧结8h，所得产物即得纳米级LiCoO2/C材料。
进一步地，步骤(4)所述分散液A、分散液B和三元材料混合，在磁力搅拌下进行，并持续搅拌20分钟。
实施例2
一种氧化物/碳复合锂离子电池正极材料，其由以下组份制成：碳源，金属氧化物和三元材料；通过复合实现钴、镍、锂和锰在材料中的均匀分布，其中钴在复合正极材料中所占重量比例为10％，镍在复合正极材料中所占重量比例为20％，锂在复合正极材料中所占重量比例为40％，锰在复合正极材料中所占重量比例为30％，其余为其它正极材料元素。
进一步地，所述金属氧化物为层状盐结构的钴酸锂、二氧化锰、锰酸锂，磷酸铁锂。
进一步地，所述三元材料为镍钴酸锂、镍锰酸锂和镍锰钴酸锂，所述碳源为碳包。
一种氧化物/碳复合锂离子电池正极材料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)量取碳源，加入去离子水中，制成溶液A；
(2)分别量取与步骤(1)所述碳源物质的量的比为10:1的金属氧化物，分散于去离子水中，制成分散液B；
(3)将分散液A、分散液B和三元材料混合后倒入高温反应釜中，然后置于700℃条件的烘箱中反应2小时，反应结束后，自然冷却至室温，然后进行抽滤，用去离子水或乙醇洗涤，在120℃条件下干燥得到LiCoO2/C半成品；
(4)将步骤(3)所得的半成品在二氧化硫中、300℃条件下烧结12h，所得产物即得纳米级LiCoO2/C材料。
进一步地，步骤(4)所述分散液A、分散液B和三元材料混合，在磁力搅拌下进行，并持续搅拌20分钟。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。