一种富锂/3D石墨烯复合正极材料

摘要

本发明涉及一种高容量富锂/3D石墨烯复合正极材料，其分子式为Li_1+x[Mn_1-y-z(Co_yNi_z )]_1-xO₂/3D石墨烯，其中，0.02≤x≤0.6，0＜y＜1，0＜z＜1，且0＜1-y-z＜1。制备时，配置过渡金属，尿素和高沸点溶剂的混合溶液，并将其加入分散均匀的氧化石墨烯或3D石墨烯溶液中，经95～200℃的高温回流制得前躯体，再将前躯体于适当比例的锂盐混合，经高温固相即得。该正极材料具有小而均一的粒径，元素分布均匀，电化学活性高，表现出良好的循环性能和高倍率等电化学性能，综合性能优异。

主权项

一种富锂/3D石墨烯复合正极材料，其特征在于，该复合正极材料的分子式为Li_1+x[Mn_1‑y‑z(Co_yNi_z)]_1‑xO₂/3D石墨烯，其中，0.02≤x≤0.6，0＜y＜1，0＜z＜1，且0＜1‑y‑z＜1；其通过下述步骤获得：1）按Mn、Ni、Co、尿素的摩尔比为1‑y‑z : z : y : 5～40将锰化合物、镍化合物、钴化合物和尿素溶于水，然后加入到分散均匀的氧化石墨烯或3D石墨烯水溶液中，混匀形成前驱体溶液；2）加热前驱体溶液，并在升温过程中通过加入有机溶剂来调节温度至110～150℃回流反应8～25 h，反应结束后冷却、陈化，抽滤、洗涤至pH为中性，得前驱体；3）按照Li与过渡金属Mn、Ni和Co摩尔之和比为1+ x : 1‑x的化学计量比，将锂盐与前躯体混匀，经过预烧结和煅烧，即得；步骤3）中所述预烧结是在氩气或氮气氛围下进行，预烧温度为300～600℃，预烧时间为1～15h；所述煅烧温度为600～1200℃，煅烧时间为1～48h。