一种高性能锂离子电池复合正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能锂离子电池复合正极材料及其制备方法，该正极材料包含：经聚偏氟乙烯预处理的镍基层状正极材料作为第一电极材料，及通过片状石墨烯完全包覆在第一电极材料上的橄榄石型正极材料，石墨烯占复合正极材料总质量的0.1%~0.5%；聚偏氟乙烯占复合正极材料质量的0.5%~2.0%；橄榄石型正极材料占复合正极材料总质量的5%~20%，余量均为镍基层状正极材料；镍基层状正极材料与橄榄石型正极材料的粒径比为50:1~300:1。镍基层状正极材料、橄榄石型正极材料和石墨烯三者之间形成导电网络，便于离子传输，且结构牢固，使得本发明专利技术的复合正极材料的放电容量高于任一组分材料，且相较于传统的镍基层状正极材料，其容量发挥、倍率性能、循环性能及安全性能均得到提高。

A high performance composite cathode material for lithium ion batteries and its preparation method

The invention discloses a high performance composite cathode material for lithium ion batteries and its preparation method. The cathode material includes: nickel base cathode material pretreated with polyvinylidene fluoride as the first electrode material, olivine type cathode material completely coated on the first electrode material by flake graphene, graphene accounts for 0.1%~0.5% of the total mass of the composite cathode material; Olivine accounts for 0.5%~2.0% of the mass of composite cathode materials, olivine-type cathode materials account for 5%~20% of the total mass of composite cathode materials, and the remainder is nickel-based cathode materials. The particle size ratio of nickel-based cathode materials to olivine-type cathode materials is 50:1~300:1. A conductive network is formed between nickel base cathode material, olivine base cathode material and graphene, which is convenient for ion transport and has a firm structure. The discharge capacity of the composite cathode material of the present invention is higher than that of any component material, and its capacity, rate performance, cycling performance and safety performance are improved compared with the traditional nickel base cathode material.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能锂离子电池复合正极材料及其制备方法
本专利技术涉及一种高性能锂离子电池复合正极材料及其制备方法。
技术介绍
由于锂离子电池具有高放电电压、高比能量、长循环寿命、绿色环保、自放电小、无记忆效应等突出优点，被广泛应用于移动电话、笔记本电脑和其他便携式电器，并逐步向大功率系统如电动汽车、智能电网、卫星以及分布式能源系统等领域拓展。锂离子电池的电化学性能主要取决于所用电极材料和电解质的结构和性能，尤其是电极材料。最先实现商品化的正极材料是LiCoO2，现在依旧广泛活跃于商业市场。但是LiCoO2正极材料中Co元素有毒，价格昂贵资源匮乏，热力学稳定性差，在电池的使用过程中存在着可能爆炸的安全隐患，严重制约了LiCoO2正极材料的进一步发展和大规模商业化生产与应用。在LiCoO2的诸多替代候选材料中，镍基层状正极材料因其高容量、低成本、少污染而受到人们的关注，被认为是最有发展前景的正极材料之一。然而，高镍含量的镍基层状正极材料在充电状态下会产生具有强氧化性的Ni4+，会与电解液发生副反应生成不可逆的NiO相，造成结构变化和容量衰减，而在此过程中产生的热量和氧气会对电池带来严重的安全隐患本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能锂离子电池复合正极材料，其特征在于，该正极材料包含：经聚偏氟乙烯预处理的镍基层状正极材料作为第一电极材料，及通过片状石墨烯完全包覆在第一电极材料上的第二电极材料，该第二电极材料为橄榄石型正极材料，其中，所述的石墨烯占复合正极材料总质量的0.1%~0.5%；所述的聚偏氟乙烯占复合正极材料质量的0.5%~2.0%；所述的橄榄石型正极材料占复合正极材料总质量的5%~20%，余量均为镍基层状正极材料；所述的镍基层状正极材料与橄榄石型正极材料的粒径比为50:1~300:1。

【技术特征摘要】
1.一种高性能锂离子电池复合正极材料，其特征在于，该正极材料包含：经聚偏氟乙烯预处理的镍基层状正极材料作为第一电极材料，及通过片状石墨烯完全包覆在第一电极材料上的第二电极材料，该第二电极材料为橄榄石型正极材料，其中，所述的石墨烯占复合正极材料总质量的0.1%~0.5%；所述的聚偏氟乙烯占复合正极材料质量的0.5%~2.0%；所述的橄榄石型正极材料占复合正极材料总质量的5%~20%，余量均为镍基层状正极材料；所述的镍基层状正极材料与橄榄石型正极材料的粒径比为50:1~300:1。2.如权利要求1所述的高性能锂离子电池复合正极材料，其特征在于，所述的镍基层状正极材料选择镍钴铝酸锂或镍钴锰酸锂。3.如权利要求1所述的高性能锂离子电池复合正极材料，其特征在于，所述的橄榄石型正极材料选择磷酸铁锂、磷酸锰锂和磷酸锰铁锂中的任意一种。4.如权利要求1所述的高性能锂离子电池复合正极材料，其特征在于，所述的橄榄石型正极材料均匀分散在片状石墨烯的夹层里面作为第一电极材料的表面包覆层。5.如权利要求4所述的高性能锂离子电池复合正极材料，其特征在于，所述的表面包覆层的厚度为100~300nm。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱蕾，贾荻，江小标，吴勇民，汤卫平，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31