本发明专利技术提供了一种锂离子二次电池正极材料制备工艺，它包括制备插入了金属化合物的石墨或者插入了金属化合物的具有部分层状结构的碳材料和将上述插入了金属化合物的石墨或者(插入了金属化合物的)具有部分层状结构的碳材料包覆在化学通式为LixAyBw(XO4)z及LiaFbMcNdOe中的一种或几种物质表面，得到最终的正极活性物质的步骤，从而所制备的正极材料较一般的正极活性物质吸收电解液的能力增强了很多，进而减少了电池的电解液的注液量，减少幅度在5％-20％，此外材料的压实密度提高了很多，提高幅度在4％-20％。
【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池正极材料制备工艺方法
本专利技术涉及一种电池生产工艺，尤其是指一种锂离子二次电池正极材料制备工艺。
技术介绍
近年来，随着新能源经济的发展，高性能的锂离子正极材料的开发也越来越受重视。如对磷酸铁锂、钛酸锂、富锂镍锰氧等材料的改性方面，主要集中在在材料表面包覆碳材料以及掺杂金属离子进入材料的晶格这两种方式。一般认为，掺杂金属离子的目的是为了改善材料的本征电导率，但实际情况是，材料本身并未因掺杂了金属离子而得到了改善了，制备的电池性能也并未提升，有的反而起到了负面作用。包覆碳材料这一方法确实提高了如磷酸铁锂等材料的导电性能，进而提升了制备的电池的电化学性能。但是，以往的改善技术都是集中在通过提高碳含量来提高材料的电导率以及提高材料对电解液的吸附能力，而这种方式带来的负面影响往往是降低了材料的压实密度，增加了电池浆料的配制难度， 进而降低了材料制备的电池的电化学性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服了上述缺陷，提供一种材料的包覆量少，压实密度高，吸液能力强，制备的电池在单位体积容量发挥，大倍率放电等方面具有明显的优势。本专利技术的目的是这样实现的一种锂离子二次电池正极材料制备工艺，它包括A)、制备插入了金属化合物的石墨或者插入了金属化合物的具有部分层状结构的碳材料；具体的包括步骤Al)、先将石墨或者碳材料与氧化剂混合均匀，然后加入插入剂和金属化合物，在0-99摄氏度下连续搅拌反应0. 5-10小时；所述石墨或者碳材料包括天然石墨、人造石墨以及各种具有部分层状结构的碳元素材料中的一种或几种；所述金属化合物包括金属氧化物、金属有机盐和金属无机盐化合物中的一种或几种；所述氧化剂包括双氧水、高锰酸盐、高氯酸盐、高溴酸盐、过硫酸盐、重铬酸盐、过氧化物、氯化三铁、浓硫酸、浓硝酸等中的一种或几种；所述插入剂包括甲酸、乙酸、丙酸等有机酸或酸酐中的一种或几种；所述石墨或者碳材料、氧化剂、插入剂和金属化合物按质量混合的比例为I (1-10) (0. 1-3) (0. 025-1)混合；A2)、用去离子水清洗至中性，而后脱水烘干/烧制即可得到插入了金属化合物的石墨或者碳材料插层。上述方法中，所述插入了金属化合物的石墨或者(插入了金属化合物的)具有部分层状结构的碳材料制备；上述方法中，所述插入剂的比例为液态插入剂和固态插入剂的质量总和，同时添加了液态插入剂和固态插入剂的情况下，液态插入剂和固态插入剂可按任意比例混搭；上述方法中，所述石墨或者碳材料、氧化剂、插入剂和金属化合物按质量混合的比例为I : (2-5) (0.5-2) :(0. 1-0. 7)混合，其中液态的氧化剂和液态的插入剂都按固体含量计算；上述方法中，所述氧化剂若含有液态和固态两种类型，则需先将石墨与固体氧化剂混合均匀，然后再加入液态氧化剂；所述氧化剂的比例为液态氧化剂和固态氧化剂的质量总和，同时添加了液态氧化剂和固态氧化剂的情况下，固态氧化剂和液态氧化剂的质量比值在0. 01-1 ；上述方法中，所述固态氧化剂和液态氧化剂的质量比值在0. 025-0. 45 ； 上述方法中，所述步骤B执行烘干处理，对应中空气气氛下烘干温度不超过90摄氏度，对应抽真空条件或者惰性气氛下，则烘干温度不超过150摄氏度；上述方法中，将插入了金属化合物的石墨或者(插入了金属化合物的)具有部分层状结构的碳材料与化学通式为LixAyBw(XO4)z和/或LiFbMeNdOe中的一种或几种物质进行混合烧制，混合烧制的气氛条件为惰性气氛或者还原性气氛，烧制温度不高于1000摄氏度，高温维持时间0. 5-20小时，包覆量在0. 5-3% ；上述方法中，插入了金属化合物的石墨或者(插入了金属化合物的)具有部分层状结构的碳材料还可以与形成化学通式为LixAyBw(XO4)z和/或LiFbMJdO6中的一种或几种物质的原料进行混合烧制，混合烧制的气氛条件为惰性气氛或者还原性气氛，烧制温度不高于1000摄氏度，高温维持时间0. 5-20小时，包覆量在0. 5-3% ；B)、将上述插入了金属化合物的石墨或者(插入了金属化合物的)具有部分层状结构的碳材料包覆在化学通式为LixAyBw(XCM)z及LiaFbMcNdOe中的一种或几种物质表面，得到最终的正极活性物质；上述化学通式中A、B、F、M、N为Mg、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、V中的一种或几种，X为P、S、Mo、Si、W中的一种或几种，而x、y、z、W、a、b、c、d、e取值范围为 0<x彡6，0 彡y 彡6，0 彡w 彡6，0<z<12，0<a<6，0<b<6，0<c<6，0^ d ^ 6,0 < e ^ 12,x、y、z、w、a、b、c、d、e可取非整数值，且y和w不同时为零，b、c和d不同时为零。上述方法中，所述步骤B还可以执行烧制处理，需将插入了金属化合物的石墨或者碳材料单独在惰性气氛的高温条件下进行烧制处理，其处理温度在500-1500摄氏度高温维持时间为0. 5-15小时。相比于常见的电池正极材料，本专利技术的有益效果在于所制备的正极材料较一般的正极活性物质吸收电解液的能力增强了很多，进而减少了电池的电解液的注液量，减少幅度在5% -20%，此外材料的压实密度提高了很多，提高幅度在4% -20%。附图说明下面结合附图详述本专利技术的具体结构图I为本专利技术具体实施例效果对比表I图2为本专利技术具体实施例效果对比表具体实施方式如图I所示，本专利技术涉及一种锂离子二次电池正极材料制备工艺，它包括步骤A)、制备插入了金属化合物的石墨或者插入了金属化合物(金属氧化物、金属有机盐和金属无机盐化合物中的一种或几种)的具有部分层状结构的碳材料，具体的制备包括步骤Al)、先将石墨(可包括天然石墨、人造石墨以及各种具有部分层状结构的碳元素材料中的一种或几种)或者碳材料与氧化剂混合均匀，然后加入插入剂(可包括甲酸、乙酸、丙酸等有机酸或酸酐中的一种或几种)和金属化合物，在0-99摄氏度，较佳为25-60摄氏度下连续搅拌反应0. 5-10小时，较佳为1-3小时。混合过程中石墨或者碳材料、氧化剂、插入剂和金属化合物按质量混合的比例为 I (1-10) (0.1-3) (0.025-1)，较佳的为 I (2-5) (0.5-2) (0. 1-0. 7)混合，其中液态的氧化剂和液态的插入剂都按固体含量计算。 上述氧化剂包括双氧水、高锰酸盐、高氯酸盐、高溴酸盐、过硫酸盐、重铬酸盐、过氧化物、氯化三铁、浓硫酸、浓硝酸等中的一种或几种，若氧化剂同时采用液态和固态两种类型的，则需先将石墨与固体氧化剂混合均匀，然后再加入液态氧化剂；所述氧化剂的比例为液态氧化剂和固态氧化剂的质量总和，同时添加了液态氧化剂和固态氧化剂的情况下，固态氧化剂和液态氧化剂的质量比值在0. 01-1。A2)、用去离子水清洗至中性，而后脱水烘干/烧制即可得到插入了金属化合物的石墨或者碳材料插层。上述若执行烘处理，需注意在空气气氛下烘干温度不超过90摄氏度，如果在抽真空条件或者惰性气氛下，则烘干温度不超过150摄氏度。若执行烧制处理，则需将插入了金属化合物的石墨或者碳材料单独在惰性气氛的高温条件下进行烧制处理，其处理温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子二次电池正极材料制备工艺，其特征在于：它包括A)、制备插入了金属化合物的石墨或者插入了金属化合物的具有部分层状结构的碳材料；B)、将上述插入了金属化合物的石墨或者(插入了金属化合物的)具有部分层状结构的碳材料包覆在化学通式为LixAyBw(XO4)z及LiaFbMcNdOe中的一种或几种物质表面，得到最终的正极活性物质；上述化学通式中A、B、F、M、N为Mg、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、V中的一种或几种，X为P、S、Mo、Si、W中的一种或几种，而x、y、z、w、a、b、c、d、e取值范围为0＜x≤6，0≤y≤6，0≤w≤6，0＜z≤12，0＜a≤6，0≤b≤6，0≤c≤6，0≤d≤6，0＜e≤12，x、y、z、w、a、b、c、d、e可取非整数值，且y和w不同时为零，b、c和d不同时为零。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘天龙，
申请(专利权)人：刘天龙，
类型：发明
国别省市：
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