na 6Co0.3Mg0.A。
[0016]配制摩爾比為Mn =Co = 0.6:0.3的硫酸錳、硫酸鈷的混合溶液，混合溶液中金屬離子的總濃度為2mol/L，配制濃度為4mol/L的NaOH溶液，lmol/L的氨水溶液，按照NH3.H2O: NaOH = 0.4的比例將NaOH溶液和氨水溶液混合成混合堿溶液；
將兩種混合溶液并行加入反應釜中，在氮氣或惰性氣體的保護下，以連續(xù)反應的方式控制反應，PH值控制13，溫度60°C，過濾洗滌至洗水PH值小于7.5，在10°C下烘干，即得錳鈷氫氧化物前驅體。
[0017]將上述錳鈷氫氧化物前驅體、碳酸鋰化鋰和碳酸鎂按照摩爾比0.9:1:0.1球磨混合充分，在空氣氣氛中，在900-1000°C下保溫10-12h，自然降溫至室溫，粉碎分級，制得活性物質 LiMn0 6Co0.3Mg0 。
[0018]將氟化氧化石墨烯加入分散劑中超聲分散，其中，該氟化氧化石墨的元素構成為:65 %的C、15%的F、20%的0，形成濃度為lg/L的懸浮液，在上述懸浮液中加入高錳酸鉀，并超聲分散，得到混合液，其中，氟化氧化石墨烯與高錳酸鉀的質量比為1: 4，在攪拌條件下的混合液中加入3-(4-氟苯基)噻吩的分散劑溶液，并繼續(xù)攪拌，其中，氟化氧化石墨烯與3-(4-氟苯基)噻吩的質量比為1: 5，過濾混合液得到產(chǎn)物，洗滌，真空干燥，即得氟化氧化石墨烯/聚合物復合材料。
[0019]將氟化氧化石墨烯/聚合物復合材料加入去離子水中超聲分散成濃度為1.5g/L的懸濁液，加入上述活性物質繼續(xù)攪拌，得到混合溶液，其中活所述性物質的加入體積占活性物質的混合溶液體積百分比為20%。
[0020]將含活性物質LiMna6Coa3Mga處的混合溶液在170°C下保溫10小時，采用去離子水和無水乙醇離心洗滌沉淀物，然后將沉淀物轉移至不銹鋼反應釜中在75°C下保溫6小時，得到產(chǎn)品。
[0021]比較例
將硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸鎂按摩爾比Ni: Co: Mg = 0.7: 0.25: 0.05混合配制成lmol/L的水溶液，將過硫酸鉀配制成2mol/L的水溶液，將氫氧化鉀配制成3mol/L的溶液2L并加入0.5L 0.75mol/L的氨水。然后將配制好的混合鹽溶液與過硫酸鉀溶液均以1ml/min的流速并流加入帶有攪拌裝置的12L反應釜中，以450rpm的速度攪拌并加熱至35°C，調節(jié)堿溶液的進料速度以控制反應體系的pH值在11-11.5之間，反應8h后結束，然后過濾出球形羥基氧化鎳鈷鎂前驅體。再將球形羥基氧化鎳鈷鎂用去離子水洗滌過濾6遍后，于120°C真空干燥箱中烘干12h得到前驅體。該前驅體掃描電鏡圖，形貌為球形和類球形；該前驅體X射線衍射圖，與標準卡06-0141—致。再將氫氧化鋰與前驅體以1.06: I的比例混合均勻后，置于流動純氧氣氣氛爐中于700°C焙燒10h，冷卻后破碎分級，得到摻鎂鎳鈷酸鋰材料。
將上述實施例一、二以及比較例所得產(chǎn)物分別和導電碳黑、粘結劑PVDF(聚偏氟乙烯)按質量比90: 5: 5混合，涂覆在銅箔上，以金屬鋰片為對極，電解液為lmol/L的LiPFf^液，溶劑為EC、DEC和EMC的混合溶劑，體積比為1:1:1。在氬氣保護的手套箱內將正極、負極、電解液、隔離膜與電池殼組裝成扣式電池。在測試溫度為45°C的高溫環(huán)境下進行電性能測試，經(jīng)測試該實施例一和二的材料與比較例的產(chǎn)物相比，首次比容量提高了 15-20%，使用壽命提高I倍以上。
【主權項】
1.一種氟化石墨烯包覆錳鈷鋰正極材料的制備方法，該正極材料的活性物質的化學式為 LiMrih-yCoxMgyC^，其中:χ=0.25-0.30，y=0.05-0.1，該方法包括如下步驟: (O制備活性物質LiMrvryCoxMgyO2 配制摩爾比為Mn:Co = l-x-y:x的硫酸錳、硫酸鈷的混合溶液，混合溶液中金屬離子的總濃度為1.5-2mol/L,配制濃度為3-4mol/L的NaOH溶液，0.5-lmol/L的氨水溶液，按照NH3.H2O: NaOH = 0.3-0.4的比例將NaOH溶液和氨水溶液混合成混合堿溶液； 將兩種混合溶液并行加入反應釜中，在氮氣或惰性氣體的保護下，以連續(xù)反應的方式控制反應，PH值控制11-13，溫度50-60°C，過濾洗滌至洗水PH值小于7.5，在105_110°C下烘干，即得錳鈷氫氧化物前驅體； 將上述錳鈷氫氧化物前驅體、碳酸鋰化鋰和碳酸鎂按照摩爾比l_y:l:y球磨混合充分，在空氣氣氛中，在900-1000°C下保溫10-12h，自然降溫至室溫，粉碎分級，制得活性物質 LiMrvx_yCoxMgy02; (2)制備氟化石墨烯聚合物 將氟化氧化石墨烯加入分散劑中超聲分散，其中，該氟化氧化石墨的元素構成為:55-65%的C、5-15%的F、20_40%的0，形成濃度為0.5-lg/L的懸浮液，在上述懸浮液中加入高錳酸鉀，并超聲分散，得到混合液，其中，氟化氧化石墨烯與高錳酸鉀的質量比為I: 2-4，在攪拌條件下的混合液中加入3-(4-氟苯基)噻吩的分散劑溶液，并繼續(xù)攪拌，其中，氟化氧化石墨烯與3-(4-氟苯基)噻吩的質量比為1: 3-5，過濾混合液得到產(chǎn)物，洗滌，真空干燥，即得氟化氧化石墨烯/聚合物復合材料； (3)包覆 將氟化氧化石墨烯/聚合物復合材料加入去離子水中超聲分散成濃度為1-1.5g/L的懸濁液，加入上述活性物質繼續(xù)攪拌，得到混合溶液，其中活所述性物質的加入體積占活性物質的混合溶液體積百分比為15-20% ； 將含活性物質LiMnnyC0xMgyO2的混合溶液在150_170°C下保溫10-12小時，采用去離子水和無水乙醇離心洗滌沉淀物，然后將沉淀物轉移至不銹鋼反應釜中在50-75°C下保溫6-10小時，得到產(chǎn)品。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氟化石墨烯包覆錳鈷鋰正極材料的制備方法，該正極材料的活性物質的化學式為LiMn1-x-yCoxMgyO2，其中：x=0.25-0.30，y=0.05-0.1，該方法包括如下步驟：（1）制備活性物質LiMn1-x-yCoxMgyO2，（2）制備氟化石墨烯聚合物，（3）包覆。本發(fā)明制備的正極材料，采用Mn、Co、Mg為主材，以獲取較高的能量密度的活性物質，同時在外層包覆氟化石墨烯聚合物材料，以提高材料的導電性和高溫穩(wěn)定性，使得該材料具備較高的比容量和高溫電化學穩(wěn)定性。因此該復合材料在用于鋰離子電池時，尤其是在高溫應用場合時，具有較高容量和較長使用壽命。
【IPC分類】H01M4-525, H01M4-505
【公開號】CN104538620
【申請?zhí)枴緾N201410825801
【發(fā)明人】王帥
【申請人】王帥
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月28日