[发明专利]复合正极材料及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将铁酞菁、膨胀石墨、表面活性剂和水混合，得到前驱体溶液；其中，所述表面活性剂包括纳米碳基表面活性剂，所述纳米碳基表面活性剂包括氧化石墨烯量子点、碳量子点、聚合物量子点和石墨炔量子点中的至少一种；或所述表面活性剂包括氧化石墨烯，所述氧化石墨烯的平均粒径≤1μm；

将所述前驱体溶液与氢氧化铁胶体溶液进行混合、搅拌、干燥、整形得到正极材料前驱体，其中，所述搅拌线速度为1m/s～15m/s；

将所述正极材料前驱体、锂盐加入含磷酸根离子的石墨烯分散溶液中进行反应，反应产物置于600℃～900℃烧结1h～5h，得到复合正极材料。

2.一种复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将铁酞菁、膨胀石墨、表面活性剂和水混合，得到前驱体溶液；其中，所述表面活性剂包括纳米碳基表面活性剂，所述纳米碳基表面活性剂包括氧化石墨烯量子点、碳量子点、聚合物量子点和石墨炔量子点中的至少一种；或所述表面活性剂包括氧化石墨烯，所述氧化石墨烯的平均粒径≤1μm；

将所述前驱体溶液与含锂盐与氢氧化铁的胶体溶液进行混合、搅拌、干燥、整形得到正极材料前驱体，其中，所述搅拌线速度为1m/s～15m/s；

将所述正极材料前驱体加入含磷酸根离子的石墨烯分散溶液中进行反应，反应产物置于600℃～900℃烧结1h～5h，得到复合正极材料。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，其满足以下条件a～h的至少一者：

a.所述膨胀石墨与所述铁酞菁的质量比为1：(0.01～0.1)；

b.所述氧化石墨烯的含氧量≤60％；

c.所述膨胀石墨与所述氧化石墨烯的质量比为1：(0.01～0.1)；

d.所述膨胀石墨的长度为1μm～100μm；

e.所述膨胀石墨的粒径为0.1μm～100μm；

f.所述膨胀石墨的膨胀倍数为150～500倍；

g.所述膨胀石墨的含碳量≥98％；

h.所述搅拌为在60℃～100℃下搅拌1h～5h。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，其满足以下条件a～d的至少一者：

a.所述膨胀石墨与所述氢氧化铁的质量比为1：(50～100)；

b.得到所述正极材料前驱体的干燥条件为：在100℃～250℃下干燥1h～5h；

c.得到所述正极材料前驱体的干燥方式包括喷雾干燥、流化床干燥、真空干燥或鼓风干燥中的至少一种；

d.所述整形包括粉碎、球磨或分级中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在将所述正极材料前驱体加入含磷酸根离子的石墨烯分散溶液中进行反应之前，所述方法还包括：

将含磷酸根离子的化合物、石墨烯粉末、表面活性剂与水混合，形成含磷酸根离子的石墨烯分散溶液。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，其满足以下条件a～f的至少一者：

a.所述含磷酸根离子的化合物包括磷酸氢盐、磷酸盐或磷酸中的至少一种；

b.所述表面活性剂为纳米碳基表面活性剂，所述纳米碳基表面活性剂包括氧化石墨烯量子点、碳量子点、聚合物量子点和石墨炔量子点中的至少一种；

c.所述石墨烯粉末与所述表面活性剂的质量比为1：(0.01～0.1)；

d.所述石墨烯分散溶液中的磷酸根离子的浓度为0.1mol/L～1.5mol/L；

e.所述氢氧化铁与所述磷酸根离子的摩尔比为1：(0.8～1.5)；

f.所述石墨烯粉末的平均粒径为3μm～20μm。