[发明专利]一种定向排列的包覆石墨烯的锂离子电池正极材料

说明书

本发明属于锂离子电池正极材料的制备领域，具体来说涉及一种定向排列的包覆石墨烯的锂离子电池正极材料。本发明的第一方面提供一种定向排列的包覆石墨烯的锂离子电池正极材料，其制备原料包括A组分、B组分以及C组分；其中A组分包括含氟有机物与有机溶剂；B组分包括含氟有机物、有机溶剂以及石墨烯；C组分包括正极活性物质。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料的技术领域，更具体地，本发明提供了一种定向排列的包覆石墨烯的锂离子电池正极材料。

背景技术

人类社会的快速发展对于能源的需求量不断的加大，面临着传统化石能源逐渐枯竭，以及由此引发的环境污染、温室效应和能源危机的严峻现状，这些无不影响着社会的可持续发展。因此，寻找高效节能的新型可再生能源代替常规能源迫在眉睫。在当今具有大容量、高功率、长稳定循环寿命和环境友好的锂离子电池储能设备成为新能源材料研发创新领域的重要支柱，在电动汽车、混合动力汽车以及便携式电子产品等诸多领域也受到越来越多的关注。

锂离子电池正极材料是决定电池性能的关键因素之一，目前常见的正极材料主要有钴酸锂、三元镍钴锰酸锂、磷酸铁锂以及富锂锰基等材料。随着智能化进程的加快，把握市场发展趋势，开发出能量密度更高、倍率性能更好、循环稳定性及安全性能更优越的正极材料势在必行。石墨烯作为一种具有良好导电性的材料，非常适合作为包覆材料对锂离子正极材料进行表面改性。但是石墨烯很容易团聚，难以均匀的分散在正极材料的表面，使得材料在充电末期具有强氧化性，导致大量的氧气释放，削弱了电池的可加工性能和安全性能。通过本发明对材料进行石墨烯表面的定向排列包覆，能够降低材料的电化学阻抗，从而提高了材料包括容量、初始效率、倍率、循环性能等电化学性能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一方面提供一种定向排列的包覆石墨烯的锂离子电池正极材料，其制备原料包括A组分、B组分以及C组分；其中A组分原料包括含氟有机物与有机溶剂；B组分原料包括含氟有机物、有机溶剂以及石墨烯；C组分原料包括正极活性物质。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，A组分、B组分以及C组分的重量比为(0-3000)：(1.25-1000)：(99.9-96)。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，A组分、B组分以及C组分的重量比为(5-20)：(3-10)：(99.30-99.90)。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，A组分原料中含氟有机物占A组分的0wt％-20wt％。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，B组分原料中石墨烯占B组分的0.1wt％-8wt％。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，B组分原料中含氟有机物占B组分的0wt％-5wt％。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，石墨烯层数为1-20层。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，石墨烯的片径为0.1～20μm。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，含氟有机物选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、氟化聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯-乙烯共聚物中的任一种或多种组合。

本发明的第二方面提供一种含有所述定向排列的包覆石墨烯的锂离子电池正极材料的锂二次电池。

相比于现有技术，本发明的有益效果包括：本发明提供的定向排列的包覆石墨烯的锂离子电池正极材料可以大幅度的降低电池的直流内阻，从而提高了材料包括容量、初始效率、倍率、循环性能等电化学性能，减小循环过程中的电压衰减，石墨烯的均匀包覆也提高了材料的安全性能和后期制作电池的可加工性能，同时降低了电池制作过程中匀浆的难度。

具体实施方式