【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池复合正极材料，具体为一种适用于干法电极工艺的正极复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、新能源领域产业化进展势头迅猛，不同电池体系、不同电池技术都获得突破和应用，电池的传统制作环节较多，涉及到混料、搅拌、涂布、烘干、压实、分卷、切片、层叠、真空烘干、封装、加注电解液、老化等工序，环节较多，能耗较大；干法电极工艺因其流程短，取消了浆料制备、涂布、干燥及溶剂回收等工序，而且设备高度集成、厂房用地集约，生产物料投料少，使得干法电极工艺具有较高的经济效益；将固态电解质、活性材料、导电剂和粘接剂制备固态正极复合材料，作为锂离子电池正极复合材料，具有长循环和高能量转换效率，主要用于电动汽车和便携式电子设备方面。
2、正极活性材料的颗粒属于刚性颗粒，硬度较大，当辊压时正极颗粒有裂开，甚至出现极片掉料现象，会对电极性能造成明显影响，且正极材料存在离子扩散系数和电子传导率低，影响锂离子的充放电性能；聚四氟乙烯作为粉末粘结剂，在剪切力的作用下形成网状结构能把活性颗粒相互连接在一起，从而达到较好的粘结作用，但聚四氟乙烯会与负极表面的锂离子反应生成氟化锂，削弱粘合效果，降低容量。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种适用于干法电极工艺的正极复合材料及其制备方法：核壳氧化铜纳米材料具有多孔结构，多孔结构增加了锂离子的插层和脱嵌，从而提高了锂离子的储存能力，提高充放电性能，合成的核壳氧化铜纳米材料中能够吸收辊压时产生的应力，具有较高的韧性；将核壳氧化铜纳米材料与铝源
2、本专利技术要解决的技术问题：正极活性材料的颗粒属于刚性颗粒，硬度较大，当辊压时正极颗粒有裂开，甚至出现极片掉料现象，会对电极性能造成明显影响，且正极材料存在离子扩散系数和电子传导率低，影响锂离子的充放电性能；聚四氟乙烯作为粉末粘结剂，在剪切力的作用下形成网状结构能把活性颗粒相互连接在一起，从而达到较好的粘结作用，但聚四氟乙烯会与负极表面的锂离子反应生成氟化锂，削弱粘合效果，降低容量。
3、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
4、一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，包括以下步骤：
5、s1.将核壳氧化铜纳米材料与铝源、钛源、锂源混合，经高温热解，得到复合导电剂。
6、进一步的，铝源选自硝酸铝九水合物、氢氧化铝、氧化铝、碳酸铝、磷酸二氢铝中的一种。
7、进一步优选的，铝源选自硝酸铝九水合物、氢氧化铝、磷酸二氢铝中的一种。
8、进一步优选的，铝源选自硝酸铝九水合物。
9、进一步的，钛源选自钛酸四丁酯、二氧化钛、氢氧化钛、氯化钛中的一种。
10、进一步优选的，钛源选自钛酸四丁酯、二氧化钛、氢氧化钛中的一种。
11、进一步优选的，钛源选自钛酸四丁酯。
12、进一步的，锂源选自水合硝酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、草酸锂、碳酸氢锂、氯化锂、磷酸氢锂中的一种。
13、进一步优选的，锂源选自水合硝酸锂、氢氧化锂、醋酸锂中的一种。
14、进一步优选的，锂源选自水合硝酸锂。
15、进一步的，高温热解温度为700-1000℃，高温热解时间为2-5h。
16、进一步优选的，有高温热解温度为700-900℃，高温热解时间为2-4h。
17、进一步优选的，高温热解温度为800℃，高温热解时间为3h。
18、进一步的，复合导电剂由以下步骤制得：
19、将核壳氧化铜纳米材料加入到质量分数为75%的乙醇中，在300rpm下超声处理30min使得纳米材料均匀分散在有机溶剂中，加入钛源，搅拌至完全溶解，加入铝源、锂源、磷酸氢二铵，搅拌2h得到溶胶胶液，置于45℃水浴锅中，搅拌至溶剂完全挥发，在100℃烘箱中干燥6h，在密闭容器中，通入氩气，在500℃下加热4h，在800℃高温热解3h，冷却至室温，得到复合导电剂。
20、其中，将核壳氧化铜纳米材料与铝源、锂源、钛源进行混合，核壳氧化铜纳米材料表面含有的多孔碳，具有丰富的孔道结构，使得铝源、锂源和钛源能够均匀分布在碳骨架上。
21、在800℃下热解，磷酸二氢铵作为催化剂，参与到铝源、锂源、钛源的高温热解反应中，提供磷源和氢源，促进磷酸铝钛锂的形成，使得铝源、锂源、钛源发生反应形成纳米尺寸磷酸铝钛锂，并填充至多孔碳的孔道中，合成的磷酸铝钛锂含有的磷氧键，有利于锂离子的插层和脱嵌，具有较高的离子电导率，核壳氧化铜纳米材料能够吸收辊压时产生的应力，具有较高的韧性，避免在辊压时导致多孔碳坍塌，降低锂电池的充放电性能。
22、进一步的，核壳氧化铜纳米材料、乙醇、钛源、铝源、锂源质量比为0.3- 0.7:39.4-43.3:2-3:1-1.4:1.2-1.4。
23、进一步的，核壳氧化铜纳米材料由氧化铜纳米线经阳离子表面活性剂处理后，与锌基金属有机骨架混合，再经高温碳化制得。
24、进一步的，阳离子表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、氯化十六烷基三甲铵中的一种。
25、进一步优选的，阳离子表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵中的一种。
26、进一步优选的，阳离子表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵。
27、进一步的，高温碳化温度为800-1000℃，高温碳化时间为5-10h。
28、进一步优选的，高温碳化温度为800-950℃，高温碳化时间为5-8h。
29、进一步优选的，高温碳化温度为900℃，高温碳化时间为7h。
30、进一步的，氧化铜纳米线直径为100-200nm，长度为0.1-2μm。
31、进一步优选的，氧化铜纳米线直径为100-180nm，长度为0.1-1μm。
32、进一步优选的，氧化铜纳米线直径为150nm，长度为0.5μm。
33、进一步的，核壳氧化铜纳米材料由以下步骤制得：
34、a1.将铜基板置于浓度为1.0m的盐酸中清洗10min，用去离子水洗涤3次，得到预处理铜基板，将氯化银电极置于浓度为0.1mol/l的三水硝酸铜和浓度为3mol/l的乳酸中，加入预处理铜基板，经电沉积后，置于质量分数为98%的氢氧化钠溶液和浓度为0.12mol/l过硫酸铵混合液中，搅拌5min使得在预处理铜基板形成氢氧化铜膜，在450℃下进行热处本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化铜纳米线直径为100-180nm，长度为0.1-1μm。
3.根据权利要求1所述的一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述铝源选自硝酸铝九水合物、氢氧化铝、氧化铝、碳酸铝、磷酸二氢铝中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述锂源选自水合硝酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、草酸锂、碳酸氢锂、氯化锂、磷酸氢锂中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述钛源选自钛酸四丁酯、二氧化钛、氢氧化钛、氯化钛中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磷酸酯、十二烷基硫酸钠中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种适用于干法电极工艺
8.根据权利要求1所述的一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属集流体为铝箔、铜箔中的任意一种；所述球磨转速为4500-5000r/min，时间为30-40min。
9.根据权利要求1所述的一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述加热温度为320-350℃；所述辊压压力为15-25MPa。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的正极复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述氧化铜纳米线直径为100-180nm，长度为0.1-1μm。
3.根据权利要求1所述的一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述铝源选自硝酸铝九水合物、氢氧化铝、氧化铝、碳酸铝、磷酸二氢铝中的一种。
4.根据权利要求3所述的一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述锂源选自水合硝酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、草酸锂、碳酸氢锂、氯化锂、磷酸氢锂中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种适用于干法电极工艺的正极复合材料的制备方法，其特征在于，所述钛源选自钛酸四丁酯、二氧化钛、氢氧化钛、氯化钛中的一种。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：文钟强，刘建忠，刘思，袁强，陈懋林，
申请(专利权)人：湖南金阳烯碳新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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