一种采用一元醇溶剂热法制备石墨烯复合三元材料的方法

摘要

本发明属于锂离子电池正极材料领域，特别涉及一种一元醇溶剂热法制备石墨烯复合三元材料的方法。一元醇溶剂热法制备石墨烯复合三元材料的方法，所述三元材料为LiNi_xCo_yMn_zO₂，x+y+z＝1，0.2≤x≤0.6，0.1≤y≤0.4，0.2≤z≤0.5；石墨烯复合三元材料化学通式为Graphene/ LiNi_xCo_yMn_zO₂，本发明的优点在于：1）由于三元材料LiNi_xCo_yMn_zO₂对于水比较敏感，一元醇代替水作为溶剂是一种很好的选择，因为温度小于220℃，压力不大于3 MPa时，一元醇易形成亚临界状态，不易燃，价格便宜，毒性弱；2）通过本发明制备的石墨烯复合三元正极材料电化学性能优良，其倍率性能好于传统的复合材料；3）制备过程较为简单，成本低廉，适合大规模工业化生产。

主权项

一种一元醇溶剂热法制备石墨烯复合三元材料的方法，所述三元材料为 LiNi_xCo_yMn_zO₂，x+y+z＝1，0.2≤x≤0.6，0.1≤y≤0.4，0.2≤z≤0.5；石墨烯复合三元材料化学通式为Graphene/ LiNi_xCo_yMn_zO₂，其特征在于：包括如下制备步骤：（1）前期处理：将三元材料LiNi_xCo_yMn_zO₂、石墨烯置于烘箱中，在120～200℃下干燥1～3 h；冷却后分别进行研磨，放入干燥器中备用；（2）室温下，称量步骤（1）所得石墨烯粉末，将其充分分散于装有无水一元醇溶剂的反应釜中，制备出石墨烯分散液；（3）确定LiNi_xCo_yMn_zO₂与石墨烯复合的质量百分比，称量步骤（1）所得LiNi_xCo_yMn_zO₂粉末，分为2‑6次加入步骤（2）的反应釜中，密封进行搅拌，使LiNi_xCo_yMn_zO₂与石墨烯充分混合，所述石墨烯与三元材料复合的质量百分比为0.3～3：100；（4）将反应釜放入加热装置中，设定反应温度及反应时间，反应完成后自然冷却，抽滤、洗涤、烘干，得到石墨烯与三元材料的复合物，所述反应温度为150～220℃，反应时间为3～24 h；（5）将步骤（4）所得复合物在惰性气氛中烧结，自然冷却后研磨过200目筛得到最终石墨烯复合三元材料Graphene/ LiNi_xCo_yMn_zO₂。