一种石墨烯基复合镍钴镁钛四元正极材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯基复合镍钴镁钛四元正极材料的制备方法，通过化学共沉淀法制备出镍钴镁钛四元正极材料，将其与固体碳源进行混合、球磨，将混合物通过有机蒸发镀膜仪将其蒸发到硅基体表面，通过金属电子束蒸发镀膜仪中，将金属催化剂均匀地蒸镀在其表面；置于石英管中后再置于管式炉中进行真空烧结，即得到石墨烯基复合镍钴镁钛四元正极材料。可大大改善正极材料的导电性与安全性能，显著提高锂离子电池的比能量与比功率；另外，由于石墨烯的二维纳米层状结构以及较大的比表面积，故增加复合改性材料的导电性与稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂离子电池正极材料，具体涉及一种石墨烯基复合镍钴镁钛四元正极材料的制备方法。
技术介绍
随着国家经济转型的需要，在十二五规划期间对新能源产业的不断发展与重视，迫切需要解决限制新能源汽车的瓶颈问题——电池的能量密度和安全性问题。我们所熟知的离子电池正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、三元材料以及磷酸铁锂等，但由于钴资源匮乏，且毒性较大，造成钴酸锂生产成本居高不下，并对环境产生了不可逆转的影响；镍酸锂材料资源丰富在克容量的发挥与比能量方面都具有优势，但是其循环性能较差，限制了其产业化的应用；锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点，但其循环性能及电化学稳定性较差，而大大限制了其产业化；磷酸铁锂材料的安全性与循环寿命都有显著的优点，但是材料自身压实密度太低，造成电池比能量不高，所以限制了整车在续航里程方面提升的空间。由于正极材料的比容量较低，且又需要额外负担负极的不可逆容量损失，因此提高正极材料的能量密度与安全性一直是锂离子电池研究的关键所在。层状镍钴镁钛四元材料具有高比能量、成本较低、循环性能稳定等优点，可有效弥补钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂各自的不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯基复合镍钴镁钛四元正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）通过化学共沉淀法制备出镍钴镁钛四元正极材料Li(NixCoyMgzTiz)O2，其中x+y+2z=1, 0.7≤x<1, 0.05≤y≤0.1, 0.05≤z≤0.1；（2）将镍钴镁钛四元正极材料与固体碳源按质量比为3:0.1‑1进行混合、球磨，得到混合物；（3）将混合物通过有机蒸发镀膜仪将其蒸发到硅基体表面，得到样品A；（4）将样品A放入金属电子束蒸发镀膜仪中，将金属催化剂均匀地蒸镀在样品A的表面，即可得到样品B；（5）将样品B置于石英管中后再置于管式炉中进行真空烧结，即得到石墨烯基复合镍钴镁钛四元正极材料...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基复合镍钴镁钛四元正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）通过化学共沉淀法制备出镍钴镁钛四元正极材料Li(NixCoyMgzTiz)O2，其中x+y+2z=1, 0.7≤x<1, 0.05≤y≤0.1, 0.05≤z≤0.1；（2）将镍钴镁钛四元正极材料与固体碳源按质量比为3:0.1-1进行混合、球磨，得到混合物；（3）将混合物通过有机蒸发镀膜仪将其蒸发到硅基体表面，得到样品A；（4）将样品A放入金属电子束蒸发镀膜仪中，将金属催化剂均匀地蒸镀在样品A的表面，即可得到样品B；（5）将样品B置于石英管中后再置于管式炉中进行真空烧结，即得到石墨烯基复合镍钴镁钛四元正极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的镍钴镁钛四元正极材料的制备方法如下：按金属元素的摩尔比，将可溶性镍盐、可溶性钴盐、可溶性镁盐和可溶性钛盐配制成0.1-1 mol/L的混合水溶液，再将混合水溶液和络合剂水溶液、沉淀剂水溶液一起加入反应器中搅拌进行共沉淀反应；反应沉淀物经过滤、洗涤、干燥，得球形前驱体；再将前驱体与锂源按摩尔比为1:0.5-0.6进行球磨混合，并在氧气气氛下煅烧，即可得到镍钴镁钛四元正极材料Li(NixCoyMgzTiz)O2，其中x+y+2z=1, 0.7≤x<1, 0.05≤y≤0.1, 0.05≤z≤0.1。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述络合剂水溶液的浓度为0.01-1mol/L，沉淀剂水溶液的浓度为0.5-1.5mol/L。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述可溶性镍盐为硫酸镍、硝酸镍、镍的卤化物中的一种或几种；所述可溶性钴盐为硫酸钴、硝酸钴、钴的卤化物中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张传明，荆孟娜，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34