聚苯胺包覆三元正极材料及其制备方法、电池正极以及锂电池技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，具体涉及一种聚苯胺包覆三元正极材料及其制备方法、电池正极以及锂电池，该聚苯胺包覆三元正极材料的制备方法包括：将三元正极材料、聚苯胺和分散剂的混合物进行球磨后干燥。该电池正极，其由上述的聚苯胺包覆三元正极材料制备得到。该锂电池，其包括：正极、负极、隔膜、导电剂以及电解液，其正极由上述的聚苯胺包覆三元正极材料制备得到。通过将分散剂、聚苯胺以及三元正极材料的混合物通过球磨的方式来达到聚苯胺对三元正极材料的包覆，使得聚苯胺对材料的包覆性能更好，进而达到不仅可以提高电池的循环性能，同时还可以更好地利用聚苯胺的电化学性能，进一步改善三元正极材料的电化学性能。 1

Polyaniline coated three electrode cathode material and its preparation method, battery cathode and lithium battery

The invention relates to the field of battery technology, in particular to a polyaniline coated three element positive electrode material and a preparation method, a battery positive pole and a lithium battery. The preparation method of the polyaniline coated three positive electrode material includes: drying the mixture of three yuan cathode material, polyaniline and dispersant after ball milling. The positive electrode of the battery is prepared by coating three yuan cathode material with polyaniline. The lithium battery includes the positive pole, the negative electrode, the diaphragm, the conductive agent and the electrolyte, and the cathode is prepared by the above polyaniline coated three yuan cathode material. By milling the mixture of dispersant, polyaniline and three yuan positive material through ball milling, the coating of polyaniline on three yuan positive material is achieved, which makes the coating properties of polyaniline better, and the cycle performance of the battery can be improved, and the electrochemical performance of polyaniline can be better used. The electrochemical performance of three electrode cathode materials was further improved. One

【技术实现步骤摘要】
聚苯胺包覆三元正极材料及其制备方法、电池正极以及锂电池
本专利技术涉及电池
，具体而言，涉及一种聚苯胺包覆三元正极材料及其制备方法、电池正极以及锂电池。
技术介绍
锂离子电池已经被广泛地应用于各种领域，新能源汽车的飞速发展也使得市场对锂离子电池更为看重。目前三元材料已经逐渐成为锂离子正极材料的主流，然而循环性差是三元材料自身的一个缺陷，因此提高三元材料的循环性能也是一个迫切的需求。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种聚苯胺包覆三元正极材料，其具有很好的包覆性能和电化学性能。本专利技术的第二个目的在于提供一种聚苯胺包覆三元正极材料的制备方法，以通过简单的工艺使得聚苯胺能够对三元正极材料进行结合紧密且均匀的包覆，得到电化学性能优异的聚苯胺包覆三元正极材料。本专利技术的第三个目的在于提供一种电池正极，其具有很好的电化学性能。本专利技术的第四个目的在于提供一种锂电池，其具有很好的循环性能。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提供的一种聚苯胺包覆三元正极材料的制备方法，其包括：将三元正极材料、聚苯胺和分散剂的混合物进行球磨后干燥。本专利技术还涉及一种聚苯胺包覆三元正极材料，其由上述的聚苯胺包覆三元正极材料的制备方法制备得到。本专利技术还涉及一种电池正极，其由上述的聚苯胺包覆三元正极材料制备得到。本专利技术还涉及一种锂电池，其包括：正极、负极、隔膜、导电剂以及电解液，其正极由上述的聚苯胺包覆三元正极材料制备得到。通过将分散剂、聚苯胺以及三元正极材料的混合物通过球磨的方式来达到聚苯胺对三元正极材料的包覆，使得聚苯胺的包覆性能更好，进而达到不仅可以提高活性物质的循环性能，同时还可以更好地利用聚苯胺的电化学性能，进一步改善三元正极材料的电化学性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术的实施例1的循环次数-放电比容量图；图2为本专利技术的实施例2的循环次数-放电比容量图。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施方式或实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施方式的聚苯胺包覆三元正极材料及其制备方法、电池正极以及锂电池进行具体说明。本专利技术的一些实施方式提供了一种聚苯胺包覆三元正极材料的制备方法，其包括：将三元正极材料、聚苯胺和分散剂的混合物进行球磨后干燥。聚苯胺是一种导电聚合物，其具有电导率高、氧化还原可逆性好、合成方法简单、成本低等优点，利用其对正极材料进行包覆有助于改善正极材料的电化学性能。通过将聚苯胺在分散剂的作用下与三元正极材料进行混合，增强了三元正极材料与聚苯胺混合的均匀性，使得其包覆更加均匀，进一步通过球磨的方式使得聚苯胺能够充分均匀地对三元正极材料进行包括，并且材料的外形更加接近球形，整个过程为湿法包覆，其能够使得聚苯胺与三元正极材料之间的结合紧密，包覆层不易脱落，同时还能保证包覆的均匀性，进而使材料具有很好的电化学性能。根据一些实施方式，三元正极材料、聚苯胺和分散剂的质量比为8～12：0.5～1.5：9～13，举例而言，三元正极材料、聚苯胺和分散剂的质量比可以为9～12：0.6～1.3：10～13，也可以为9～11：0.8～1.1：10～12。通过将三种原料按照上述的比例进行配置，可以使得其包覆效果达到更佳。根据一些实施方式，分散剂选自丙酮、乙醇和甲醇中的一种或多种，例如，分散剂可以是丙酮，也可以是乙醇或甲醇，也可以是乙醇和甲醇的混合物，或丙酮与乙醇的混合物，或丙酮与甲醇的混合物等。优选地，分散剂为乙醇。这些分散剂可以使得聚苯胺可以很好的溶解在其中，还可以使得三元正极材料具有很好的分散性能，进而可以得到预期的包覆效果，此外，其还可以在后续的烧结过程中将分散剂从材料中蒸发去除掉。根据一些实施方式，三元正极材料是通过以下步骤制备得到：将氢氧化锂或锂盐与三元前驱体的混合物在空气或氧气氛围下进行烧结。根据一些实施方式，三元前驱体为镍钴锰氢氧化物，例如镍钴锰氢氧化物811、622、111或523；锂盐为碳酸锂。优选地，锂盐为碳酸锂。通过镍钴锰前驱体制备得到的三元正极材料综合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三种材料的优点，三种过渡金属元素存在明显的协同效应。Ni有助于提高材料的容量；Co的引入能够减少阳离子混合占位有效稳定材料的层状结构；Mn不仅能够降低成本还可以提高材料的安全性和稳定性。根据一些实施方式，氢氧化锂或锂盐与三元前驱体的摩尔比为0.9～1.1：0.9～1.1，优选0.9～1.1：1，更优选1～1.05：1。一些实施方式中，进行球磨的混合物中，镍、钴、锰的摩尔比为1：1：1。根据一些实施方式，进行烧结是将干燥后得到的材料在空气或氧气氛围中进行烧结，优选在富氧气氛中进行烧结，进而使得材料在烧结过程中能够充分被氧化。根据一些实施方式，进行烧结是先以18～22℃/h的升温速率升温至480～520℃，恒温6～10小时，再以18～22℃/h的升温速率升温至930～970℃，恒温10～16小时，自然冷却，得到锂电池正极材料。通过分段式的烧结方法使得烧结的效果更好，烧结得到的三元正极材料的性能更好。根据一些实施方式，将烧结后得到的材料进行破碎、筛分。一些实施方式中，破碎是将材料破碎为粒径在1～20μm之间的材料，例如，可以破碎粒径在3～15μm之间的材料。一些实施方式中，破碎过程可以在高速率粉碎搅拌机中进行。一些实施方式中，进行筛分是将破碎后的材料经过200目筛网过筛。根据一些实施方式，进行球磨的混合物可以是将三元正极材料、聚苯胺和分散剂进行搅拌混合，得到混合物，并且将混合物搅拌10～30min。例如，可以在搅拌缸或其他搅拌容器中进行搅拌，使得各种成分能够在充分混合。根据一些实施方式，进行球磨的时间为6～12小时，转速为2000-3000rpm/min，通过上述条件下的球磨能够使得各种金属元素能够达到充分地均匀混合。根据一些实施方式，干燥过程为喷雾干燥但并不限于喷雾干燥，一些实施方式中，喷雾干燥的参数为：进口温度为280～300℃，出口温度为110～120℃，气流量为4～6m3/h。根据一些实施方式，聚苯胺通过以下步骤制备得到：在去离子水中滴加苯胺，搅拌后调节PH值至3～5，再滴加过硫酸铵，反应完成后洗涤、干燥，一些实施方式中，洗涤是依次用水、甲醇洗涤；一些实施方式中，搅拌时间为2～20min，反应时间为5～8小时。需要说明的是，聚苯胺也可以从市场直接进行购买得到。本专利技术的一些实施方式还涉及一种聚苯胺包覆三元正极材料，其由上述实施方式中任意一种聚苯胺包覆三元正极材料的制备方法制备得到。本专利技术的一些实施方式还涉及一种电池正极，其由上述的聚苯胺包覆三元正极材料制备得到。本专利技术还涉及一种锂电池，其包括：正极、负极、隔膜、导电剂以及电解液，其正极由上述实施方式得到的聚苯胺包覆三元正极材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚苯胺包覆三元正极材料的制备方法，其特征在于，其包括：将三元正极材料、

【技术特征摘要】
1.一种聚苯胺包覆三元正极材料的制备方法，其特征在于，其包括：将三元正极材料、聚苯胺和分散剂的混合物进行球磨后干燥。2.根据权利要求1所述的聚苯胺包覆三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述三元正极材料、所述聚苯胺和所述分散剂的质量比为8～12：0.5～1.5：9～13，优选9～12：0.6～1.3：10～13，更优选9～11：0.8～1.1：10～12。3.根据权利要求1所述的聚苯胺包覆三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂选自丙酮、乙醇和甲醇中的一种或多种，优选地，所述分散剂为乙醇。4.根据权利要求1～3任意一项所述的聚苯胺包覆三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述三元正极材料是通过以下步骤制备得到：将氢氧化锂或锂盐与三元前驱体的混合物在空气或氧气氛围下进行烧结；优选地，所述锂盐为碳酸锂；优选地，所述三元前驱体为镍钴锰的氢氧化物或盐；优选地，在富氧气氛下进行烧结；优选地，进行烧结是先以18～22℃/h的升温速率升温至480～520℃，恒温6～10小时，再以18～22℃/h的升温速率升温至930～970℃，恒温10～16小时；优选地，将烧结后得到的材料进行破碎、筛分，优选地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨龙奎，武雪峰，马书良，王金全，成信刚，
申请(专利权)人：北方奥钛纳米技术有限公司，银隆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13