氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料的制备方法技术

氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将三元正极材料超声分散于水中，再加入苯胺单体，超声分散，加入酸溶液，得前驱体溶液；（2）将过硫酸铵溶液加入前驱体溶液中，加热搅拌，离心分离后，洗涤沉淀≥2次，真空干燥，得聚苯胺包覆锂离子电池三元正极材料；（3）置于管式炉中，在惰性气氛下，煅烧，自然冷却至室温，即成。本发明专利技术方法所得氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料粒径为5～15μm，氮掺杂介孔碳包覆层均匀，厚度为3～20nm；将其组装成电池，具有较好的循环稳定性和大倍率放电性能；本发明专利技术方法成本低，工艺简单，适宜于大工业生产。

Preparation of three element cathode materials for lithium ion batteries coated with nitrogen doped mesoporous carbon

Preparation method of lithium ion battery nitrogen doped mesoporous carbon coated three element cathode material, which comprises the following steps: (1) will be three yuan of cathode materials for ultrasonic dispersion in water, then adding aniline monomer, ultrasonic dispersion, adding acid solution precursor solution; (2) heating mixing ammonium persulfate solution liquid is added into the precursor solution, and after centrifugation, washing precipitation is more than 2 times, vacuum drying, polyaniline coated lithium ion battery cathode material three yuan; (3) in a tube furnace, calcined under inert atmosphere, and is cooled to room temperature. The lithium ion battery of the invention the nitrogen doped mesoporous carbon coated three element cathode material particle size of 5~15 m, nitrogen doped mesoporous carbon coated layer of uniform thickness is 3 ~ 20nm; to be assembled into battery, with the cycle stability and high rate discharge performance; the invention has low cost, process simple, suitable for large industrial production.

【技术实现步骤摘要】
氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料的制备方法
本专利技术涉及一种碳包覆锂离子电池三元正极材料的制备方法，具体涉及一种氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料的制备方法。
技术介绍
从移动设备到电动车辆，随着储能系统应用的不断扩大，对高能量密度锂离子电池的需求也在不断增加，而锂离子电池中正极材料应该满足诸如高能量密度，长循环寿命和在宽温度范围内的热稳定性的重要标准。特别是，富镍高容量型正极材料，例如LiNi1-x-yCoxMyO2（M=Mn，Al；x+y＜0.5），由于该类材料具有高容量和价格低廉等优点，其在锂离子电池中的应用受到了广泛关注。虽然结构中较高的Ni含量带来了较高的比容量，但随着Ni含量的增加，材料也表现出由于阳离子混排和表面反应，从而加速引起的衰减和热不稳定性，特别是在温度升高的情况下。针对以上缺点，很多研究人员通过使用表面包覆金属氧化物，金属磷酸盐等，以提高其循环稳定性。比如，CN103000874A公开了一种碳包覆三元正极材料的制备方法、CN104900869A公开了一种碳包覆镍钴铝三元正极材料的制备方法，均是采用普通有机碳源包覆；CN103474628A公开了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将三元正极材料超声分散于去离子水中，再加入苯胺单体，超声分散，加入酸溶液，得前驱体溶液；（2）将过硫酸铵溶液加入步骤（1）所得前驱体溶液中，加热搅拌，离心分离后，洗涤沉淀≥2次，真空干燥，得聚苯胺包覆锂离子电池三元正极材料；（3）将步骤（2）所得聚苯胺包覆锂离子电池三元正极材料置于管式炉中，在惰性气氛下，煅烧，自然冷却至室温，得氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料。

【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将三元正极材料超声分散于去离子水中，再加入苯胺单体，超声分散，加入酸溶液，得前驱体溶液；（2）将过硫酸铵溶液加入步骤（1）所得前驱体溶液中，加热搅拌，离心分离后，洗涤沉淀≥2次，真空干燥，得聚苯胺包覆锂离子电池三元正极材料；（3）将步骤（2）所得聚苯胺包覆锂离子电池三元正极材料置于管式炉中，在惰性气氛下，煅烧，自然冷却至室温，得氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料。2.根据权利要求1所述氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述三元正极材料为高容量型三元正极材料，其分子通式为LiNi1-x-yCoxMyO2，其中，M=Mn，Al；x+y＜0.5。3.根据权利要求1或2所述氮掺杂介孔碳包覆的锂离子电池三元正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述三元正极材料的制备方法为：按照Li与Ni+Co+Mn之和或Ni+Co+Al之和的摩尔比为1.02～1.08:1，将锂盐和镍钴锰或镍钴铝前驱体进行研磨混合，在氧化气氛下，先以3～6℃/min的速率升温至400～600℃，煅烧4～6h，再以3～6℃/min的速率升温至700～900℃，煅烧10～15h，自然冷却至室温，即成；所述锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂或乙酸锂，及其水合物中的一种或几种；所述镍钴锰前驱体为Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2和/或Ni0.8Co0.1Mn0.1(OH)2，所述镍钴铝前驱体为Ni0.8Co0.15Al0.05(OH)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳峰，杨卓，韦韩信，王小玮，张建永，张宝，明磊，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43