[发明专利]一种正极、其制备方法及采用该正极的锂电池

权利要求书

1.一种正极，其特征在于，所述正极中包含过渡金属和氮掺杂石墨烯作为催化剂，所述过渡金属和氮掺杂石墨烯分子结构中，氮元素进入石墨烯分子结构中以吡啶型氮和吡咯型氮的形式存在，过渡金属原子作为中心原子与氮原子络合，形成类大环结构。

2.根据权利要求1所述的正极，其特征在于，所述过渡金属为钴、镍、铁、锰、钒、铜或锌中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1所述的正极，其特征在于，所述正极的原料组成包括过渡金属和氮掺杂石墨烯、炭黑和粘结剂。

4.根据权利要求3所述的正极，其特征在于，所述炭黑为乙炔黑。

5.根据权利要求3所述的正极，其特征在于，所述粘结剂为聚四氟乙烯。

6.根据权利要求3所述的正极，其特征在于，所述正极的原料组成中，过渡金属和氮掺杂石墨烯占炭黑质量的百分比为0.1～10％。

7.根据权利要求6所述的正极，其特征在于，所述正极的原料组成中，过渡金属和氮掺杂石墨烯占炭黑质量的百分比为1～5％。

8.根据权利要求7所述的正极，其特征在于，所述正极的原料组成中，过渡金属和氮掺杂石墨烯占炭黑质量的百分比为3％。

9.根据权利要求3所述的正极，其特征在于，所述正极的原料组成中，粘结剂占炭黑质量的百分比为3～35％。

10.根据权利要求9所述的正极，其特征在于，所述正极的原料组成中，粘结剂占炭黑质量的百分比为8～10％。

11.根据权利要求10所述的正极，其特征在于，所述正极的原料组成中，粘结剂占炭黑质量的百分比为8％。

12.一种如权利要求1-11任一项所述的正极的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将过渡金属和氮掺杂石墨烯、炭黑和粘结剂与溶剂混匀；

(2)加热发泡；

(3)成型，制备得到正极。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述过渡金属和氮掺杂石墨烯占炭黑质量的百分比为0.1～10％。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述过渡金属和氮掺杂石墨烯占炭黑质量的百分比为1～5％。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述过渡金属和氮掺杂石墨烯占炭黑质量的百分比为3％。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述粘结剂占炭黑质量的百分比为3～35％。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述粘结剂占炭黑质量的百分比为8～10％。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述粘结剂占炭黑质量的百分比为8％。

19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为水和/或乙醇。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为无水乙醇。

21.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述加热发泡的过程为先在第一温度干燥，再继续在第二温度烘烤。