[发明专利]一种复合正极材料、其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种复合正极材料，包括正极材料及包覆在所述正极材料表面的包覆层，其特征在于，所述包覆层为无定形碳-石墨烯层，无定形碳分布在石墨烯表面，所述包覆层中无定形碳与石墨烯的质量比为(1~5):1；

所述复合正极材料的制备方法包括如下步骤：

（1）将有机物分散剂分散于溶剂中，得到有机物分散剂浓度为20~100g/L分散剂溶液；

（2）将石墨烯加入到步骤（1）得到的分散剂溶液中，利用剪切分散装置进行分散，剪切分散装置的转速为1000~10000rpm，得到石墨烯浓度为4~20g/L的石墨烯分散液；

（3）将正极材料加入步骤（2）得到的石墨烯分散液中并持续搅拌，得到正极材料浓度为100~1200g/L的混合液；

（4）蠕动泵按照0.01~10L/min的流速将混合液导入雾化器中进行雾化，雾化器喷出的雾滴最大粒径为30~60μm，雾化气流向下进入垂直气氛炉，在保护气氛中400~1000℃条件下热处理0.05~3min，得到复合正极材料。

2.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述复合正极材料中包覆层与正极材料的质量比为(0.01~0.2):1。

3.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述正极材料为钴酸锂、镍钴铝酸锂、镍钴锰酸锂、镍酸锂、锰酸锂或富锂锰基材料中的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述石墨烯为通过超临界流体制备石墨烯的方法制备得到的石墨烯。

5.根据权利要求1所述的复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）将有机物分散剂分散于溶剂中，得到有机物分散剂浓度为20~100g/L分散剂溶液；

（2）将石墨烯加入到步骤（1）得到的分散剂溶液中，利用剪切分散装置进行分散，剪切分散装置的转速为1000~10000rpm，得到石墨烯浓度为4~20g/L的石墨烯分散液；

（3）将正极材料加入步骤（2）得到的石墨烯分散液中并持续搅拌，得到正极材料浓度为100~1200g/L的混合液；

（4）蠕动泵按照0.01~10L/min的流速将混合液导入雾化器中进行雾化，雾化器喷出的雾滴最大粒径为30~60μm，雾化气流向下进入垂直气氛炉，在保护气氛中400~1000℃条件下热处理0.05~3min，得到复合正极材料。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述有机物分散剂为γ-丁内酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、乙酸乙酯、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基聚乙二醇醚或聚乙烯醇中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、去离子水、无水乙醇、丙醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述石墨烯通过超临界流体制备石墨烯的方法制备得到。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述正极材料为钴酸锂、镍钴铝酸锂、镍钴锰酸锂、镍酸锂、锰酸锂或富锂锰基材料中的任意一种或至少两种的组合。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤（4）中所述保护气氛为氩气和/或氮气气氛。

11.利用权利要求1所述的复合正极材料制得的锂离子电池。