石墨烯/三元复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池材料制备领域，具体的说是一种石墨烯/三元复合材料及其制备方法。其制备过称为：首先制备出镍离子、钴离子及其锰离子，之后添加到氧化石墨烯溶液中，并通过水热反应制备出水凝胶，之后经过低温干燥，电化学沉积，热还原、烧结制备出石墨烯/三元复合材料。其制备的石墨烯三元复合材料利用水热法可以使金属离子均匀掺杂进石墨烯层间及其周围，并制备出高密度三元前驱体，之后在其表面电化学沉积锂盐，制备出具有致密度高、一致性高的前驱体材料，并通过热还原将石墨烯充分掺杂进三元材料之间，以明显提高三元材料的克容量发挥、导电率及其吸液保液能力，以提高电池的倍率性能和循环性能。

Preparation of graphene / three element Composites

The invention belongs to the field of lithium ion battery material preparation, in particular to a graphene/ternary composite material and a preparation method thereof. Its preparation is known as: first prepared nickel ions, cobalt ions and manganese ions, then added to graphene oxide solution, and through hydrothermal reaction to prepare hydrogel, and then through low-temperature drying, electrochemical deposition, thermal reduction, sintering to prepare graphene / ternary composite. The graphene ternary composites were prepared by hydrothermal method. The metal ions were evenly doped into and around the graphene layers. The ternary precursors with high density were prepared. Then lithium salts were electrochemically deposited on the surface of the composites. The precursors with high density and consistency were prepared and graphene was filled by thermal reduction. Doping into the ternary materials can obviously improve the capacity of the ternary materials, the conductivity and the liquid absorption and retention ability, so as to improve the rate performance and cycle performance of the battery.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯/三元复合材料的制备方法
本专利技术属于锂离子电池材料制备领域，具体的说是一种石墨烯/三元复合材料的制备方法。
技术介绍
随着市场对电动汽车续航里程要求的提高，要求锂离子电池具有更高的能量密度、低温性能及其快充性能。而目前市场化的锂离子电池又以三元电池能量密度高、循环寿命长等优点而广泛应用于电动汽车、电动大巴等领域，但是其能量密度偏低，倍率性能偏低，限制其在一些领域的推广。因此提高三元电池所用三元正极材料的克容量及其倍率性能成为目前研究的热点。而掺杂技术则是目前最为常用、效果最佳的方法之一，即通过在材料之间掺杂金属、氧化物及其其它材料提高其克容量发挥。比如专利（CN1041578455A）公开了一种氧化石墨烯有机溶剂制备石墨烯复合三元材料的方法，通过在三元材料表面包覆石墨烯提高三元材料的导电性，倍率性能，但是石墨烯对材料的掺杂均匀性差，且致密度度低，造成其体积能量密度偏低。而水热法是制备高密度石墨烯的方法之一，其制备出的材料是通过化学键形成具有致密度高、均匀性高、一致性强等优点，并沉积锂盐可以将锂离子均匀掺杂进三元材料前驱体及其石墨烯之间，具有克容量高、导电率强及其吸液能力强等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯/三元复合材料的制备方法，其特征在于，该复合材料是以三元材料为基体并在内部掺杂有含量为1～10%wt的石墨烯组成，其制备过程为：1）、金属离子溶液的制备：制备镍离子溶液、钴离子溶液、锰离子溶液，混合得到金属离子浓度为0.01～0.1mol/L的混合液A，其中各金属离子摩尔比，镍离子：钴离子：锰离子=（0.7～0.9）：（0.05～0.15）：（0.05～0.15）；2）、水凝胶制备：称取浓度为1～10mg/ml的氧化石墨烯溶液，之后添加氮源搅拌均匀后，再添加混合液A，然后超声分散均匀，得到溶液B，之后转移到高压反应釜中，并在温度为150～200℃范围间反应2～12h，得到水凝胶，...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/三元复合材料的制备方法，其特征在于，该复合材料是以三元材料为基体并在内部掺杂有含量为1～10%wt的石墨烯组成，其制备过程为：1）、金属离子溶液的制备：制备镍离子溶液、钴离子溶液、锰离子溶液，混合得到金属离子浓度为0.01～0.1mol/L的混合液A，其中各金属离子摩尔比，镍离子：钴离子：锰离子=（0.7～0.9）：（0.05～0.15）：（0.05～0.15）；2）、水凝胶制备：称取浓度为1～10mg/ml的氧化石墨烯溶液，之后添加氮源搅拌均匀后，再添加混合液A，然后超声分散均匀，得到溶液B，之后转移到高压反应釜中，并在温度为150～200℃范围间反应2～12h，得到水凝胶，然后将上述水凝胶在温度为30～80℃范围真空干燥24～96h，得到掺杂有金属离子的高密度氧化石墨烯复合材料B；3）、三元材料前驱体制备：将锂盐添加到碳酸甲乙酯中配置成锂盐浓度为0.1mol/L的溶剂，之后以高密度氧化石墨烯复合材料B作为工作电极，铂电极作为对电极，饱和甘汞作为参比电极，采用电化学沉积法将高密度氧化石墨烯复合材料B放入溶剂中进行表面沉积锂盐，最后得到含有高密度氧化石墨烯的三元材料前驱体C；4）、烧结将含有高密度氧化石墨烯的三元材料前驱体C进行煅烧，煅烧在氩气和氢气1:1混合的气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂臣，朱涛，
申请(专利权)人：山东丰元化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37