[發(fā)明專利]一種緊密包覆方式改性多晶正極材料的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110565861.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN114142021A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王浩;溫宇;盧瑤;徐昊;王欣全;步紹寧;張永龍;杜萍;王哲;劉曉雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧夏漢堯石墨烯儲(chǔ)能材料科技有限公司;寧夏航漢石墨烯技術(shù)研究院（有限公司）
• 主分類號(hào): H01M4/485
• 分類號(hào): H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 上海微策知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31333
• 代理人: 史玉婷

本發(fā)明涉及鋰離子電池電極領(lǐng)域，具體涉及到一種緊密包覆方式改性多晶正極材料的制備方法。一種緊密包覆方式改性多晶正極材料的制備方法，步驟包括將含石墨烯包覆多晶正極材料與導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合后再加入N?甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)固含量后涂布在集流體上制備得到。本發(fā)明提供一種緊密包覆方式改性多晶正極材料的制備方法，通過(guò)該制備方法得到鋰離子電池電極，由于包含特殊正極材料，其表面包覆有特定形貌的石墨烯，這種形貌包覆的石墨烯不會(huì)改變多晶正極材料原有的晶相結(jié)構(gòu)與尺寸，有利于所制備得到的鋰離子電池的交流阻抗更小、45℃循環(huán)容量保持率更高、高倍率充放電容量保持率更高，優(yōu)化電池的綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池電極領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種緊密包覆方式改性多晶正極材料的制備方法。

背景技術(shù)

隨著近幾年鋰離子電池及其相關(guān)材料制備技術(shù)的發(fā)展，鋰離子電池?zé)o疑已取代了鎳氫、鉛酸等電池成為科技含量高且應(yīng)用最為廣泛的新一代電源，具有綠色環(huán)保、能量密度高、循環(huán)性能好、安全性能好等優(yōu)勢(shì)，被稱為“最有前途的化學(xué)電源”，中國(guó)已成為全球鋰離子電池發(fā)展最迅速及最活躍的地區(qū)之一。鋰離子電池正極材料是決定電池性能的關(guān)鍵因素之一，因此當(dāng)前形勢(shì)下，開發(fā)出具有良好熱安全性能和循環(huán)穩(wěn)定性能的鋰離子電池正極材料已迫在眉睫。

石墨烯作為一種具有良好導(dǎo)電性的材料，非常適合作為包覆材料對(duì)鋰離子正極材料進(jìn)行表面改性。石墨烯不均勻分散到正極材料表面會(huì)發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，使得材料在充電末期具有強(qiáng)氧化性，導(dǎo)致大量的氧氣釋放，削弱了電池的可加工性能和安全性能。因此需要一種促進(jìn)石墨烯均勻緊密包覆于正極材料表面的正極材料，提高鋰離子電池的使用性能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明第一個(gè)方面提供了一種緊密包覆方式改性多晶正極材料的制備方法，步驟包括將含石墨烯包覆多晶正極材料與導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合后再加入N-甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)固含量后涂布在集流體上制備得到；所述含石墨烯包覆多晶正極材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑按照質(zhì)量比為(90～99)：(0.5～5)：(0.5～5)。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述導(dǎo)電劑選自碳類材料、金屬類材料、導(dǎo)電聚合物中的一種或多種。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述粘結(jié)劑選自聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、二乙酰基纖維素、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯酸酯化的苯乙烯-丁二烯橡膠、環(huán)氧樹脂、尼龍中的一種或多種。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述集流體為鋁箔。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述含石墨烯包覆多晶正極材料與導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合后再加入N-甲基吡咯烷酮調(diào)節(jié)固含量到30-70％。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述含石墨烯包覆多晶正極材料的TEM圖滿足附圖1-3；且所述含石墨烯包覆多晶正極材料的SEM圖滿足附圖4-6。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述含石墨烯包覆多晶正極材料中石墨烯在多晶正極材料表面的包覆厚度小于10nm。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述含石墨烯包覆多晶正極材料中石墨烯與正極材料表面密切貼合，貼合間隙小于3nm；優(yōu)選的，所述含石墨烯包覆多晶正極材料中石墨烯與正極材料表面的貼合間隙幾乎為0nm。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述含石墨烯包覆多晶正極材料中石墨烯與其在正極材料的接觸點(diǎn)處的切線的夾角小于5°；優(yōu)選的，所述含石墨烯包覆多晶正極材料中石墨烯與其在正極材料的接觸點(diǎn)處的切線的夾角幾乎為0°。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述含石墨烯包覆多晶正極材料和多晶正極材料的X射線測(cè)試結(jié)果一致，石墨烯包覆的多晶正極材料的圖譜與多晶正極材料的圖譜峰形基本相同，相對(duì)強(qiáng)度分布次序基本相同，衍射峰整體偏移角度小于3°。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述含石墨烯包覆多晶正極材料和多晶正極材料的粒度分布結(jié)果一致。