[发明专利]一种锂浆料电池正极活性材料改性方法

说明书

本发明公开了一种锂浆料电池正极活性材料改性方法。属于能量存储和转换技术领域。其包括以下步骤：(1)制备浓度梯度镍钴锰酸锂三元材料(CGNCM)。(2)将CGNCM材料进行硅烷偶联剂表面修饰(CGNCM^RSX)，再进行离子液体接枝(CGNCM^RSX‑IL)。(3)将制备的改性CGNCM与多孔石墨烯(HGS)反应包覆，获得包覆材料CGNCM^RSX‑IL@HGS‑1。(4)制备氨基功能化离子液体(IL^NH2)，同时制备表面富含少量羧基官能团的rHGS。(5)制备IL^NH2修饰的CGNCM^{RSX‑IL(NH2)}。(6)将rHGS材料与CGNCM^{RSX‑IL(NH2)}反应得到共价键接枝的包覆性复合材料CGNCM^RSX‑ILHGS‑2。本发明方法采用离子液体等作为连接体，提高了材料的表界面结合力，同时提高了结构稳定性；在浆料液流体系中对活性材料的结构稳定性改善效果明显，提高了其电化学循环性能。

技术领域

本发明涉及一种锂浆料电池正极活性材料改性方法，具体为本发明涉及采用高导电多孔石墨烯（HGS）为包覆材料，以浓度梯度镍钴锰酸锂三元材料（CGNCM）为基体，以离子液体（IL）或与硅烷偶联剂（）共同作界面连接材料，提高活性材料在流动浆料中的结构稳定性。

本发明属于能量规模存储与转换技术领域，尤其涉及浆料液流电池中正极活性材料表面改性方法。

背景技术

锂浆料液流电池是一种具有锂离子电池和液流电池双重优势的新型规模储能技术。正极活性材料在浆料电池中占有很高比重，是非常重要的关键材料。浓度梯度镍钴锰酸锂三元材料（CGNCM）是在其原有三元材料物质基础上，通过调整结构中各元素的浓度梯度分布实现对材料稳定性的提升。多孔石墨烯（HGS）是在石墨烯表面形成分布的微纳孔结构，是对结构离子传输通道的保留和高导电性的兼顾。石墨烯包覆镍钴锰酸锂三元材料相关工作在锂离子电池中已有研究，该包覆结构在一定程度提高了三元材料结构稳定性。但在锂浆料液流电池中该包覆结构仍然需要进一步加固以便应对其在流动浆料中所受复杂作用力，保证其结构完整性及高导电特性。本发明专利中采用离子液体等连接包覆层与活性颗粒，保证了活性材料优异性能得以充分发挥，此外其结构稳定性得到改善，推动了其在锂浆料液流电池等其它系列复杂环境中的推广应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种锂浆料电池正极活性材料改性的新方法，具体为本发明涉及采用高导电HGS为包覆材料，以CGNCM为基体材料，以IL或其与共同作界面连接材料，提高复合材料包覆界面结合力，进而提高活性材料在流动浆料中的结构稳定性。

本发明采取的技术方案为：

一种以高导电HGS为包覆材料，以CGNCM为基体材料，以IL或其与R_n-SiX_(4-n)共同作界面连接材料，提高复合材料包覆界面的结合力，制备了高界面结合力的包覆型复合活性材料，所述制备方法包括如下步骤：