本发明涉及锂电池技术领域，具体是一种基于石墨烯的锂电池正极材料及其制备方法。
背景技术：
1912年锂金属电池最早由gilbertn.lewis提出并研究。20世纪70年代时，m.s.whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等优势，己广泛应用在手机、笔记本电脑等便携式电子设备中，并有望应用在电动汽车、新能源储能等领域。
石墨烯是一种单原子层厚度的石墨材料，具有独特的二维结构和优异的电学、力学以及热学性能。它是一种具有良好应用前景的锂电池电极材料。利用石墨烯获得具有特殊形貌和微观结构的电极材料，能有效改善材料的各项电化学性能。然而现有的石墨烯锂电池正极材料在循环性能方面表现较差，存在一定的局限性，影响石墨烯锂电池正极材料的广泛应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于石墨烯的锂电池正极材料及其制备方法，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：
一种基于石墨烯的锂电池正极材料，由以下按照重量份的原料制成：乙酸锂7-10份、石墨12-16份、镍钴锰酸锂80-85份、羧甲基壳聚糖5-8份、二甲基乙酰胺10-14份、三聚氰酸3-6份。
作为本发明进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：乙酸锂8-9份、石墨13-15份、镍钴锰酸锂81-84份、羧甲基壳聚糖6-7份、二甲基乙酰胺11-13份、三聚氰酸4-5份。
作为本发明再进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：乙酸锂8.5份、石墨14份、镍钴锰酸锂83份、羧甲基壳聚糖7份、二甲基乙酰胺12份、三聚氰酸4.5份。
所述基于石墨烯的锂电池正极材料的制备方法，步骤如下：
1）称取石墨、羧甲基壳聚糖和三聚氰酸，以去离子水作为研磨液，球磨混合2-3h，获得第一混合物；
2）向第一混合物内加入其重量75-80%的浓硫酸和其重量17-20%的浓硝酸，搅拌混合0.5-1h后，加入第一混合物总重量20-23%的高锰酸钾和第一混合物总重量12-15%的双氧水，超声波处理55-60min，继续搅拌混合2-3h，离心处理，并将离心获得的固体物质采用去离子水冲洗至中性，获得第二混合物；
3）将第二混合物在120-130℃下干燥处理1-2h，获得第三混合物；
4）称取乙酸锂、镍钴锰酸锂和二甲基乙酰胺，合并后，加入1-2倍重量的去离子水，再加入第三混合物，球磨混合4-5h，然后加入至超剪切分散机中，处理1-2h，获得第四混合物；
5）将第四混合物，投入至微波处理器中，在2420-2440mhz的频率下处理12-15min，即可。
作为本发明再进一步的方案：步骤1）中，所述去离子水的加入量为石墨、羧甲基壳聚糖和三聚氰酸总重量的2-3倍。
作为本发明再进一步的方案：步骤2）中，所述浓硫酸的浓度为95%；所述浓硝酸的浓度为70%。
作为本发明再进一步的方案：步骤2）中，所述双氧水的浓度为65%。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的基于石墨烯的锂电池正极材料具有优异的循环性能，且其放电比容量能够满足市场要求，具有重要的市场价值和社会价值，有利于促进石墨烯锂电池的发展及应用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种基于石墨烯的锂电池正极材料，由以下按照重量份的原料制成：乙酸锂7份、石墨12份、镍钴锰酸锂80份、羧甲基壳聚糖5份、二甲基乙酰胺10份、三聚氰酸3份。
本实施例中，所述基于石墨烯的锂电池正极材料的制备方法，步骤如下：
1）称取石墨、羧甲基壳聚糖和三聚氰酸，以去离子水作为研磨液，球磨混合2h，获得第一混合物，其中，所述去离子水的加入量为石墨、羧甲基壳聚糖和三聚氰酸总重量的2倍；
2）向第一混合物内加入其重量75%的浓硫酸和其重量17%的浓硝酸，搅拌混合0.5h后，加入第一混合物总重量20%的高锰酸钾和第一混合物总重量12%的双氧水，超声波处理55min，继续搅拌混合2h，离心处理，并将离心获得的固体物质采用去离子水冲洗至中性，获得第二混合物，其中，所述浓硫酸的浓度为95%；所述浓硝酸的浓度为70%；所述双氧水的浓度为65%；
3）将第二混合物在120℃下干燥处理1h，获得第三混合物；
4）称取乙酸锂、镍钴锰酸锂和二甲基乙酰胺，合并后，加入1倍重量的去离子水，再加入第三混合物，球磨混合4h，然后加入至超剪切分散机中，处理1h，获得第四混合物；
5）将第四混合物，投入至微波处理器中，在2420mhz的频率下处理12min，即可。
实施例2
一种基于石墨烯的锂电池正极材料，由以下按照重量份的原料制成：乙酸锂8份、石墨13份、镍钴锰酸锂84份、羧甲基壳聚糖7份、二甲基乙酰胺11份、三聚氰酸5份。
本实施例中，所述基于石墨烯的锂电池正极材料的制备方法，步骤如下：
1）称取石墨、羧甲基壳聚糖和三聚氰酸，以去离子水作为研磨液，球磨混合2.5h，获得第一混合物，其中，所述去离子水的加入量为石墨、羧甲基壳聚糖和三聚氰酸总重量的2.3倍；
2）向第一混合物内加入其重量78%的浓硫酸和其重量18%的浓硝酸，搅拌混合0.5h后，加入第一混合物总重量20%的高锰酸钾和第一混合物总重量12%的双氧水，超声波处理58min，继续搅拌混合2.5h，离心处理，并将离心获得的固体物质采用去离子水冲洗至中性，获得第二混合物，其中，所述浓硫酸的浓度为95%；所述浓硝酸的浓度为70%；所述双氧水的浓度为65%；
3）将第二混合物在120℃下干燥处理1.5h，获得第三混合物；
4）称取乙酸锂、镍钴锰酸锂和二甲基乙酰胺，合并后，加入1倍重量的去离子水，再加入第三混合物，球磨混合4.5h，然后加入至超剪切分散机中，处理1h，获得第四混合物；
5）将第四混合物，投入至微波处理器中，在2430mhz的频率下处理13min，即可。
实施例3
一种基于石墨烯的锂电池正极材料，由以下按照重量份的原料制成：乙酸锂8.5份、石墨14份、镍钴锰酸锂83份、羧甲基壳聚糖7份、二甲基乙酰胺12份、三聚氰酸4.5份。
本实施例中，所述基于石墨烯的锂电池正极材料的制备方法，步骤如下：
1）称取石墨、羧甲基壳聚糖和三聚氰酸，以去离子水作为研磨液，球磨混合2.5h，获得第一混合物，其中，所述去离子水的加入量为石墨、羧甲基壳聚糖和三聚氰酸总重量的2.5倍；
2）向第一混合物内加入其重量78%的浓硫酸和其重量19%的浓硝酸，搅拌混合1h后，加入第一混合物总重量21%的高锰酸钾和第一混合物总重量14%的双氧水，超声波处理57min，继续搅拌混合2.5h，离心处理，并将离心获得的固体物质采用去离子水冲洗至中性，获得第二混合物，其中，所述浓硫酸的浓度为95%；所述浓硝酸的浓度为70%；所述双氧水的浓度为65%；
3）将第二混合物在125℃下干燥处理1.5h，获得第三混合物；
4）称取乙酸锂、镍钴锰酸锂和二甲基乙酰胺，合并后，加入1.5倍重量的去离子水，再加入第三混合物，球磨混合4.5h，然后加入至超剪切分散机中，处理1.5h，获得第四混合物；
5）将第四混合物，投入至微波处理器中，在2430mhz的频率下处理14min，即可。
实施例4
一种基于石墨烯的锂电池正极材料，由以下按照重量份的原料制成：乙酸锂9份、石墨15份、镍钴锰酸锂81份、羧甲基壳聚糖6份、二甲基乙酰胺13份、三聚氰酸4份。
本实施例中，所述基于石墨烯的锂电池正极材料的制备方法，步骤如下：
1）称取石墨、羧甲基壳聚糖和三聚氰酸，以去离子水作为研磨液，球磨混合2.5h，获得第一混合物，其中，所述去离子水的加入量为石墨、羧甲基壳聚糖和三聚氰酸总重量的3倍；
2）向第一混合物内加入其重量80%的浓硫酸和其重量18%的浓硝酸，搅拌混合1h后，加入第一混合物总重量20%的高锰酸钾和第一混合物总重量13%的双氧水，超声波处理60min，继续搅拌混合2.5h，离心处理，并将离心获得的固体物质采用去离子水冲洗至中性，获得第二混合物，其中，所述浓硫酸的浓度为95%；所述浓硝酸的浓度为70%；所述双氧水的浓度为65%；
3）将第二混合物在128℃下干燥处理2h，获得第三混合物；
4）称取乙酸锂、镍钴锰酸锂和二甲基乙酰胺，合并后，加入1.5倍重量的去离子水，再加入第三混合物，球磨混合5h，然后加入至超剪切分散机中，处理2h，获得第四混合物；
5）将第四混合物，投入至微波处理器中，在2440mhz的频率下处理14min，即可。
实施例5
一种基于石墨烯的锂电池正极材料，由以下按照重量份的原料制成：乙酸锂10份、石墨16份、镍钴锰酸锂85份、羧甲基壳聚糖8份、二甲基乙酰胺14份、三聚氰酸6份。
本实施例中，所述基于石墨烯的锂电池正极材料的制备方法，步骤如下：
1）称取石墨、羧甲基壳聚糖和三聚氰酸，以去离子水作为研磨液，球磨混合3h，获得第一混合物，其中，所述去离子水的加入量为石墨、羧甲基壳聚糖和三聚氰酸总重量的3倍；
2）向第一混合物内加入其重量80%的浓硫酸和其重量20%的浓硝酸，搅拌混合1h后，加入第一混合物总重量23%的高锰酸钾和第一混合物总重量15%的双氧水，超声波处理60min，继续搅拌混合3h，离心处理，并将离心获得的固体物质采用去离子水冲洗至中性，获得第二混合物，其中，所述浓硫酸的浓度为95%；所述浓硝酸的浓度为70%；所述双氧水的浓度为65%；
3）将第二混合物在130℃下干燥处理2h，获得第三混合物；
4）称取乙酸锂、镍钴锰酸锂和二甲基乙酰胺，合并后，加入2倍重量的去离子水，再加入第三混合物，球磨混合5h，然后加入至超剪切分散机中，处理2h，获得第四混合物；
5）将第四混合物，投入至微波处理器中，在2440mhz的频率下处理15min，即可。
采用本发明实施例1-5所制备的锂电池正极材料的性能进行检测。采用本发明实施例1-5所制备的锂电池正极材料制成锂电池正极，并在充满氩气的手套箱中组装成cr2032型扣式电池，并将扣式电池放置24h后进行充放电测试。
测试结果：首次充放电：正极材料在2.75-4.3v的电压范围内以0.4ma·cm2电流密度下进行充放电，实施例1-5所制备的正极材料的首次放电比容量为168.5-173.8mah/g，比现有的镍钴锰酸锂正极略高。循环性能：在2.75-4.3v的电压范围内，以1c的电流密度进行充放电的循环测试，经过300次循环后，放电比容量的保持率为94.2-96.8%，循环性能优异。
本发明制备的基于石墨烯的锂电池正极材料具有优异的循环性能，且其放电比容量能够满足市场要求，具有重要的市场价值和社会价值，有利于促进石墨烯锂电池的发展及应用。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。