r>[0028]图4是制备的石墨烯包覆锰酸锂正极材料的X射线衍射图。
[0029]图5是制备的石墨烯包覆锰酸锂正极材料的透射电子显微镜图。
[0030]图6是制备的石墨烯包覆磷酸铁锂正极材料的扫描电子显微镜图B。
【具体实施方式】
[0031]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案进行进一步具体的说明。
[0032]实施例1
[0033]1.将1.5g 二氧化硅粉末和30g磷酸铁锂粉末混合放入球磨机中，玛瑙球作为球磨介质，放入球磨机中以转速300r/min进行球磨，球磨时间为5h，得到前驱体。
[0034]2.将得到的前驱体置于干燥炉中烘干至恒重，得到磷酸铁锂与催化剂的混合粉末材料。
[0035]3.把步骤2所得的粉末混合物放入石英管中，将石英管放入加热炉中，用真空泵对石英管进行抽真空，然后通入氮气，反复进行3次。
[0036]4.将加热炉的温度升至650°C，通入3mL甲烷气体，与粉末反应，生成石墨烯包覆在磷酸铁锂表面。
[0037]5.反应时间50min后，关闭加热炉，断开氮气使其在密闭的环境下，慢慢冷却。
[0038]6.冷却至室温后，取出样品，可得石墨烯包覆的磷酸铁锂正极材料，并对样品进行研磨、真空干燥处理、压片、烧结，用四探针法测其电导率，得到电导率为4.2X10_2S/cm，电导率得到了很大的提高。附图1、和附图2和附图3中分别是石墨烯包覆磷酸铁锂正极材料的激光拉曼图、扫描电子显微镜图和透射电子显微镜图，从这些图可以看出，石墨烯很好地包覆在磷酸铁锂的表面。
[0039]实施例2
[0040]1.将1.5金属镍粉末、30g锰酸锂粉末和0.9g石墨粉混合放入球磨机中，玛瑙球作为球磨介质，放入球磨机中以转速100r/min进行球磨，球磨时间为3h，得到前驱体。
[0041]2.将得到的前驱体置于干燥炉中烘干至恒重得，到锰酸锂、分散剂与催化剂的混合粉末材料。
[0042]3.把步骤2所得的粉末混合物放入陶瓷容器中，将石英管放入加热炉中，用真空泵对石英管进行抽真空，然后通入氮气，反复进行3次。
[0043]4.将加热炉的温度升至900°C，通入2g苯，与粉末反应，生成石墨烯包覆在锰酸锂表面。
[0044]5.反应时间50min后，关闭加热炉，断开氮气使其在密闭的环境下，慢慢冷却。
[0045]6.冷却至室温后，取出样品，可得石墨烯包覆的锰酸锂正极材料，并对样品进行研磨、真空干燥处理、压片、烧结，用四探针法测其电导率，得到电导率为4.61X10_4S/cm，电导率得到了很大的提高。附图4和附图5是实施例2方法所得的石墨烯包覆锰酸锂正极材料的X射线衍射图和透射电子显微镜图。从图片可以看出生成了石墨烯的薄片，并且很好地包覆在锰酸锂的表面。
[0046]实施例3
[0047]1.将Ig金属铜粉末、30g猛酸锂粉末和6g鹿糖混合放入球磨机中，氧化错球作为球磨介质，放入球磨机中以转速200r/min进行球磨，球磨时间为5h，得到前驱体。
[0048]2.将得到的前驱体置于干燥炉中烘干至恒重，得到锰酸锂、分散剂与催化剂的混合粉末材料。
[0049]3.把步骤2所得的粉末混合物放入石英管中，将石英管放入加热炉中，用真空泵对石英管进行抽真空，然后通入氩气，反复进行3次。
[0050]4.将加热炉的温度升至1000°C，通入3g甲烷，与粉末反应，生成石墨烯包覆在锰酸锂表面。
[0051]5.反应时间10min后，关闭加热炉，断开氩气使其在密闭的环境下，慢慢冷却。
[0052]6.冷却至室温后，取出样品，可得石墨烯包覆的锰酸锂正极材料，并对样品进行研磨、真空干燥处理、压片、烧结，用四探针法测其电导率，得到电导率为4.03X10_4S/cm，电导率得到了很大的提高。
[0053]实施例4
[0054]1.将Ig金属镍、金属钼粉末混合、30g钴酸锂粉末和4g聚丙烯酸(PAA)混合放入球磨机中，玛瑙球作为球磨介质，放入球磨机中以转速250r/min进行球磨，球磨时间为4h，得到前驱体。
[0055]2.将得到的前驱体置于干燥炉中烘干至恒重，得到钴酸锂、分散剂与催化剂的混合粉末材料。
[0056]3.把步骤2所得的粉末混合物放入陶瓷容器中，将石英管放入加热炉中，用真空泵对石英管进行抽真空，然后通入氩气，反复进行3次。
[0057]4.将加热炉的温度升至800°C，通入Ig乙烯，与粉末反应，生成石墨烯包覆在钴酸锂表面。
[0058]5.反应时间70min后，关闭加热炉，断开氩气使其在密闭的环境下，慢慢冷却。
[0059]6.冷却至室温后，取出样品，可得石墨烯包覆的钴酸锂正极材料，并对样品进行研磨、真空干燥处理、压片、烧结，用四探针法测其电导率，电导率为2.6X10_2S/cm，电导率得到了很大的提高。
[0060]实施例5
[0061]1.将1.8g氧化锌粉末混合物、30g钴酸锂粉末和Ig乙炔黑混合放入球磨机中，氧化错球作为球磨介质，放入球磨机中以转速280r/min进行球磨，球磨时间为2h，得到前驱体。
[0062]2.将得到的前驱体置于干燥炉中烘干至恒重，得到钴酸锂、分散剂与催化剂的混合粉末材料。
[0063]3.把步骤2所得的粉末混合物放入陶瓷容器中，将石英管放入加热炉中，用真空泵对石英管进行抽真空，然后通入氦气，反复进行3次。
[0064]4.将加热炉的温度升至900°C，通入Ig苯，与粉末反应，生成石墨烯包覆在钴酸锂表面。
[0065]5.反应时间60min后，关闭加热炉，断开氩气使其在密闭的环境下，慢慢冷却。
[0066]6.冷却至室温后，取出样品，可得石墨烯包覆的钴酸锂正极材料，并对样品进行研磨、真空干燥处理、压片、烧结，用四探针法测其电导率，电导率为1.8X10_2S/cm，电导率得到了很大的提高。
[0067]实施例6
[0068]1.将2g氧化镁粉末混合物、30g磷酸铁锂粉末和3g葡萄糖混合放入球磨机中，不锈钢球作为球磨介质，放入球磨机中以转速300r/min进行球磨，球磨时间为5h，得到前驱体。
[0069]2.将得到的前驱体置于干燥炉中烘干至恒重，得到磷酸铁锂、分散剂与催化剂的混合粉末材料。
[0070]3.把步骤2所得的粉末混合物放入石英管中，将石英管放入加热炉中，用真空泵对石英管进行抽真空，然后通入氩气，反复进行3次。
[0071]4.将加热炉的温度升至600°C，通入1.5g六氯苯，与粉末反应，生成石墨烯包覆在磷酸铁锂表面。
[0072]5.反应时间55min后，关闭加热炉，断开氩气使其在密闭的环境下，慢慢冷却。
[0073]6.冷却至室温后，取出样品，可得石墨烯包覆的磷酸铁锂正极材料，并对样品进行研磨、真空干燥处理、压片、烧结，用四探针法测其电导率，电导率为4.5X10_2S/cm，电导率得到了很大的提高。附图6是石墨烯包覆磷酸铁锂正极材料的扫描电子显微镜图，从该图片可以看出，石墨烯很好地包覆在磷酸铁锂的表面。
[0074]以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不仅仅局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
【主权项】
1.一种石墨烯原位包覆锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于所述的方法，即化学气相沉积法(chemical vapor deposit1n，CVD)，其制备方法的步骤包括: A.将催化剂、锂电池正极材料粉末和分散剂混合，加入球磨介质后，放入球磨机中以转速100?300r/min进行球磨，球磨时间为I?5h，使催化剂与锂电池正极材料粉末混合均匀粒径均一，得到前驱体； B.将得到的前驱体置于50?100°C的干燥炉中烘干，得到干燥的锂电池正极材料与催化剂的混合粉末材料； C.把步骤B所得的粉末混合物放入反应器中，将反应器放入加热炉中，用真空泵对反应器抽真空，然后通入惰性载气，反复多次进行； D.将加热炉升至一定温度，加入碳源，随惰性载气流到反应器中粉末上，与粉末反应一段时间； E.关闭控温装置、载气装置，冷却，取出样品。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位包覆锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于:所述的锂电池正极材料为钴酸锂、钛酸锂、磷酸铁锂、六氟磷酸锂、锰酸锂中的一种或几种的组合。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位包覆锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于:所述的分散剂为乙炔黑、聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸(PAA)、石墨、聚乙二醇(PEG)、葡萄糖、蔗糖中的一种或几种的组合，分散剂占锂电池正极材料粉末质量的O?20%。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位包覆锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于:所述的催化剂为金属铜、金属镍、金属铁、金属铂、金属钴、金属铷、金属铱、金属钼、二氧化硅、氧化锌、三氧化二铝、氧化镁中的一种或几种的组合，催化剂占锂电池正极材料质量的0.1%?5%，球磨介质是氧化错球、玛瑙球、不锈钢球。5.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位包覆锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于:所述的反应容器可以是玻璃容器、陶瓷容器、坩祸或高温石英容器，所述的惰性载气可以是氦气、氮气、氩气中一种或几种的组合。6.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位包覆锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于:所述的碳源是甲烷、乙烷、丙烷、乙醇、甲醇、丙醇、苯、六氯苯、乙烯、乙炔、鹿糖、葡萄糖、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一种或几种的组合，碳源占锂电池正极材料质量的1% ?10%。7.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位包覆锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于:所述加热炉的加热反应温度为500-1000°C。8.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位包覆锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于:所述碳源与锂电池正极材料反应的时间为10?200min。
【专利摘要】一种石墨烯原位包覆锂离子电池正极材料的制备方法，主要涉及一种锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种石墨烯改性锂电池正极材料的制备方法。主要目的是解决锂电池正极材料电子电导率偏低、循环性能差和现有技术通过物理掺杂石墨烯或者是碳材料包覆锂离子正极材料所出现的包覆效果不好，包覆松散易脱离的技术问题。采用化学气相沉积法，碳源直接在锂电池正极材料表面上生成石墨烯，使石墨烯原位包覆锂电池正极材料。此复合材料石墨烯包覆效果好，具有较高的电导率。
【IPC分类】H01M4/505, H01M4/525, H01M4/58, H01M4/62
【公开号】CN104934608
【申请号】CN201510170901
【发明人】胡海青, 李帅, 孟君, 温时宝
【申请人】青岛科技大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年4月13日