一种锂离子电池正极材料的碳包覆方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池正极材料的碳包覆方法，碘化锂作为锂离子电池的正极材料，通过将碘化锂吸附进入孔容丰富的碳材料当中，并对该复合材料再进行一层碳包覆的方式，提高了碘化锂作为锂离子电池正极材料时的导电性，并且碘化锂在电化学反应过程中生成的多碘化物因外层碳的约束而无法大量溶解在电解液造成穿梭效应等严重问题，进而确保以碘化锂作为锂离子电池正极材料的电池能够在常温大倍率或低温环境下正常充放电

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极材料的碳包覆方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及的是一种锂离子电池正极材料的碳包覆方法
。

技术介绍

[0002]随着国家碳中和战略目标的提出，以锂离子二次电池为代表的产品因其高能量密度
、
长循环寿命
、
绿色环保等优势已经主导能源市场
。
在应用场景开发越来越广泛的同时，市场对特殊环境下的应用如常温下大功率放电
、
低温下电池的存储及长循环等都提出了更高的要求
。
[0003]碘化锂
(LiI)
作为一种新型的正极材料，自然资源丰富，成本低廉，并且区别于传统正极材料嵌入
‑
脱嵌式的储锂机制，其置换反应型的反应机理可保证能够在超低温
、
大倍率下进行正常充放电
。
但是碘化锂本身导电性极差
、
装配成电池后在电化学反应过程中生成的多碘化物易溶于电解液中引起穿梭效应，进而导致电池容量低，自放电严重，寿命降低等问题
。
虽然以碘化锂作为正极材料时可通过在正极配方中添加高比表面积的碳材料对碘化锂进行约束，但无法从根本上解决问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种锂离子电池正极材料的碳包覆方法，选用碘化锂作为锂离子电池的正极材料，通过将碘化锂吸附进入孔容丰富的碳材料当中，并对该复合材料再进行一层碳包覆的方式，提高了碘化锂作为锂离子电池正极材料时的导电性，并且碘化锂在电化学反应过程中生成的多碘化物因外层碳的约束而无法大量溶解在电解液造成穿梭效应等严重问题，进而确保以碘化锂作为锂离子电池正极材料的电池能够在常温大倍率或低温环境下正常充放电
。
[0005]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种锂离子电池正极材料的碳包覆方法，包括以下步骤：
[0007]步骤
1)
在容器中按比例加入碘化锂和导电碳，充分混合均匀后倒入氧化铝坩埚中，高温处理得到
(LiI@C)
；
[0008]步骤
2)
将
LiI@C
与聚丙烯腈
(PAN)
充分混合均匀后再次装入密闭容器中高温处理
LiI@C@PAN。
[0009]进一步优化的，所述步骤1中的导电碳为活性炭包覆碳纳米管复合碳材料
(CNT@AC)、
科琴黑
(KB)、
碳黑
(SP)、
多壁碳纳米管
(MWCNT)、
石墨烯
(RGO)
中的一种或多种混合
。
[0010]进一步优化的，所述步骤1中碘化锂和导电碳混合，所述碘化锂占
80wt
％
‑
90wt
％，导电碳占
10wt
％
‑
20wt
％
。
[0011]进一步优化的，所述步骤1高温处理的温度为
500
‑
900℃。
[0012]进一步优化的，所述步骤2中
LiI@C
占
80wt
％
‑
90wt
％，
PAN
占
10wt
％
‑
20wt
％
。
[0013]进一步优化的，所述步骤2高温处理的温度为
600℃
‑
800℃。
[0014]进一步优化的，所述活性炭包覆碳纳米管复合碳材料
(CNT@AC)
的制备方法如下：
[0015]步骤
1)
称取
0.1
‑
0.3g
碳纳米管，
10
‑
50mg
的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，
10
‑
30g
葡萄糖，加入至
100ml
的去离子水中，超声分散均匀；
[0016]步骤
2)
上述分散均匀的碳纳米管水溶液倒入水热反应釜中，
160
‑
200℃
水热反应8‑
12h
得到水热碳；
[0017]步骤
3)
水热反应釜中反应完成的水热碳烘干后转移至管式炉中，通氩气保护，
600
‑
800℃
碳化1‑
2h
得到
CNT@C
；
[0018]步骤
4)
将碳包覆的碳纳米管与氢氧化钾按质量比1：3‑1：
10
混合均匀后转移至管式炉中，
600
‑
1000℃
活化反应
1h
得到超高比表面积的
CNT@AC
材料，水洗至中性后烘干，完成制备
。
[0019]本专利技术的有益效果是
:
[0020]1、
本专利技术选用不同导电性及吸附性的碳吸附碘化锂并包覆后的复合物作为锂离子电池正极材料，既提高碘化锂材料的导电性，又能通过包覆碳的约束限制碘化锂在电化学反应过程中生成的多碘化物溶解在电解液中，从而抑制穿梭效应，减少锂离子电池的自放电，保证电池的正常充放电
。
[0021]2、
本专利技术通过将碘化锂吸附进入孔容丰富的碳材料中，并对该复合材料进行一层碳包覆，提高了碘化锂作为锂离子电池正极材料的导电性
。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定
。
在附图中：
[0023]图1为单根
CNT@AC
材料高分辨率下的
TEM
图像；
[0024]图2为
LiI@CNT@AC
材料高分辨率下的
SEM
图像；
[0025]图3为
LiI@CNT@AC@PAN
材料低分辨率下的
TEM
图像；
[0026]图4为实施例5样品的
TGA
测试图
。
具体实施方式
[0027]在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节
。
但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案
。
[0028]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本专利技术
。
[0029]一种锂离子电池正极材料的碳包覆方法，包括以下步骤：
[0030]步骤
1)
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池正极材料的碳包覆方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
1)
在容器中按比例加入碘化锂和导电碳，充分混合均匀后倒入氧化铝坩埚中，高温处理得到
(LiI@C)
；步骤
2)
将
Li I@C
与聚丙烯腈
(PAN)
充分混合均匀后再次装入密闭容器中高温处理
Li I@C@PAN。2.
根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的碳包覆方法，其特征在于：所述步骤1中的导电碳为活性炭包覆碳纳米管复合碳材料
(CNT@AC)、
科琴黑
(KB)、
碳黑
(SP)、
多壁碳纳米管
(MWCNT)、
石墨烯
(RGO)
中的一种或多种混合
。3.
根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的碳包覆方法，其特征在于：所述步骤1中碘化锂和导电碳混合，所述碘化锂占
80wt
％
‑
90wt
％，导电碳占
10wt
％
‑
20wt
％
。4.
根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的碳包覆方法，其特征在于：所述步骤1高温处理的温度为
500
‑
900℃。5.
根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料的碳包覆方法，其特征在于：所述步骤2中
Li I@C
占
80wt
％
‑
90wt
％，
PAN
占
10wt

【专利技术属性】
技术研发人员：黄力梁，朱文俊，周浩，李勤龙，韩振，
申请(专利权)人：南通赛得能源有限公司，
类型：发明
国别省市：