高分散石墨烯改善掺杂离子的镍钴锰三元材料性能的方法技术

本发明专利技术涉及高分散石墨烯改善掺杂离子的镍钴锰三元材料性能的方法，其特征在于：将石墨烯粉末与活性剂混合，经过混合、洗涤、抽滤得到插层石墨烯；加湿磨介质、掺杂离子的三元混合；干燥、冷却、烧结等步骤制得高分散石墨烯改善的掺杂离子的三元材料。所述的掺杂离子是钠、钾、镁、钙、锶、铝、镓、钛或是锌的离子。本发明专利技术的原料成本较低，原料来源广泛，制备工艺简单，操作简便，耗时少。与共沉淀方法相比，制备过程排放的污水明显减少，制备的样品中不存在LiMn6超晶格结构，制备的电极材料的一致性好，组成均匀，具有优秀的放电性能，特别是在大电流条件下放电的循环性能佳，为产业化打下良好的基础。

Method of improving the properties of Ni Co Mn three element materials with high dispersive graphene

The invention relates to a method for improving the high dispersion of graphene doping nickel cobalt manganese material three yuan performance, which is characterized in that the graphene powder and active agent mixture, through mixing, washing, filtering to get intercalated graphene; three mixed wet ground medium, ion doping; three element doped ion drying cooling and sintering steps have improved the dispersion of graphene. The described ions are ions of sodium, potassium, magnesium, calcium, strontium, aluminum, gallium, titanium, or zinc. The material cost of the invention is low, the raw material is wide, the preparation process is simple, the operation is simple, and the time consuming is few. Compared with the coprecipitation method, the preparation process of the sewage discharge was significantly reduced, LiMn6 superlattice structure does not exist in the preparation of the samples, the consistency of electrode materials is good, uniform composition, has excellent discharge performance, especially the discharge cycle performance under high current conditions is good, a good foundation for industrialization lay.

【技术实现步骤摘要】
高分散石墨烯改善掺杂离子的镍钴锰三元材料性能的方法
本专利技术属于电池电极材料制备的
，涉及一种可用于锂电池、锂离子电池、聚合物电池和超级电容器的高分散石墨烯改善掺杂离子的镍钴锰三元材料性能的方法。技术背景随着化石能源的枯竭，能源问题日益成为关注的热点。寻找储能新材料成为研究的热点之一。新储能体系的锂离子电池应该具有电压高、容量大、无记忆效应和寿命长等优点，可广泛应用于移动电话、数码相机、笔记本电脑等数码产品和电动车、混合电动车等动力工具。锂离子电池包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液和集流体等。其中，正极材料很大程度决定了电池的性能。已经成功商业化的正极材料有钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂等。不过，上述材料还存在不少缺点，寻找性价比更高的正极材料成为研究热点。1997年，Ohzuku等[OhzukuT.etal.，Chem.Lett.，1997，68：642.]率先研究了LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2型三元材料的性能。研究表明，这种材料融合了LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4的特点，具有可逆容量高、成本低、毒性低等优点。镍钴锰三元材料可表示为：LiNixCoyM本文档来自技高网...

【技术保护点】
高分散石墨烯改善掺杂离子的镍钴锰三元材料性能的方法，其特征在于：将石墨烯粉末与活性剂按照质量比1：（5～100）混合，在50～95℃温度区间搅拌混合10～100min，用去离子水洗涤除去过量的活性剂，直到洗涤液显现中性，抽滤得到的滤渣为插层石墨烯；立即在插层石墨烯中加入其体积的5～1000倍体积的湿磨介质，超声波振荡5～100min，使插层石墨烯在湿磨介质中均匀分散，得到插层石墨烯溶液；将插层石墨烯溶液与掺杂离子的三元材料按照体积比（5～1000）：1混合，得到前驱物1；将前驱物1在低于1个大气压力的真空及搅拌的条件下，于120～260℃区间的任一温度加热制得干燥的前驱物2，或者采用喷雾干燥的...

【技术特征摘要】
1.高分散石墨烯改善掺杂离子的镍钴锰三元材料性能的方法，其特征在于：将石墨烯粉末与活性剂按照质量比1：（5～100）混合，在50～95℃温度区间搅拌混合10～100min，用去离子水洗涤除去过量的活性剂，直到洗涤液显现中性，抽滤得到的滤渣为插层石墨烯；立即在插层石墨烯中加入其体积的5～1000倍体积的湿磨介质，超声波振荡5～100min，使插层石墨烯在湿磨介质中均匀分散，得到插层石墨烯溶液；将插层石墨烯溶液与掺杂离子的三元材料按照体积比（5～1000）：1混合，得到前驱物1；将前驱物1在低于1个大气压力的真空及搅拌的条件下，于120～260℃区间的任一温度加热制得干燥的前驱物2，或者采用喷雾干燥的方法，于120～260℃区间的任一温度加热，制备干燥的前驱物2；将前驱物2置于空气气氛中，在850～980℃区间的任一烧结温度下烧结0.01～50min,制得前驱物3；将前驱物3置于空气或纯氧气氛中，按照10～50℃/min的速度从烧结温度降温至200℃～380℃区间的任一温度，并在该温度下烧结1～600min，制得高分散石墨烯改善的掺杂三元材料。2.根据权利要求1所述的高分散石墨烯改善掺杂离子的镍钴锰三元材料性能的方法，其特征在于所述的活性剂是浓硝酸、过氧化氢和磷酸的混合溶液，其组成的质量比为65wt%浓硝酸：30wt%过氧化氢：85wt%磷酸的质量比=1：（0.1～0.5）：（1～5）。3.根据权利要求1所述的高分散石墨烯改善掺杂离子的镍钴锰三元材料性能的方法，其特征在于所述的湿磨介质为去离子水、蒸馏水、乙醇、丙酮、甲醇或甲醛。4.根据权利要求1所述的高分散石墨烯改善掺杂离子的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青海，童庆松，张晓红，余欣瑞，朱德钦，郑思宁，
申请(专利权)人：福建师范大学，福建猛狮新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35