技术领域
[0001] 本
发明属于锂电池
正极材料技术领域，具体涉及一种锂电池正极复合材料及其制备方法。
背景技术
[0002] 随着经济和科学技术的不断发展，
能源危机和环境污染的压
力越来越大，为了实现21世纪可持续发展战略，发展绿色新能源材料是现今社会的必要的课题。
锂离子电池具有优异的性能和巨大的发展潜力，已经越来越受到各国政府的重视并且发展迅速。正极材料是锂离子电池最重要组成部分之一，在很大程度上决定着锂离子电池的性能。目前现有锂电池的正极材料合成产物纯度不高，具有较高的首次电容量，但其放电电容量会随放电速度增加而下降，因而合成产物的电化学性能不够理想，大大缩减了电池的使用寿命。
发明内容
[0003] 本发明旨在至少解决
现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种锂电池正极复合材料及其制备方法。
[0004] 为了克服上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0005] 一种锂电池正极复合材料，按重量份计包括如下组分：锰酸锂25-50份；三元材料25-50份；聚偏二氟乙烯5-10份；
硫酸镍0.01-5份；硫酸钴0.01-5份；络合剂0.01-5份；导电剂6-12份；N-甲基吡咯烷
酮0.01-2份；镁
离子化合物0.01-10份；锌离子化合物0.01-10份。
[0006] 作为上述方案的进一步改进，所述锂电池正极复合材料按重量份计包括：锰酸锂25份；三元材料25份；聚偏二氟乙烯5份；硫酸镍0.01份；硫酸钴0.01份；络合剂0.01份；导电剂6份；N-甲基吡咯烷酮0.01份；镁离子化合物0.01份；锌离子化合物0.01份。
[0007] 作为上述方案的进一步改进，所述锂电池正极复合材料按重量份计包括：锰酸锂50份；三元材料50份；聚偏二氟乙烯10份；硫酸镍5份；硫酸钴5份；络合剂5份；导电剂导电剂
12份；N-甲基吡咯烷酮2份；镁离子化合物10份；锌离子化合物10份。
[0008] 作为上述方案的进一步改进，所述锂电池正极复合材料按重量份计包括：锰酸锂35份；三元材料35份；聚偏二氟乙烯7份；硫酸镍3份；硫酸钴3份；络合剂3份；导电剂9份；N-甲基吡咯烷酮1份；镁离子化合物5份；锌离子化合物5份。
[0009] 作为上述方案的进一步改进，所述
柠檬酸作为络合剂。
[0010] 作为上述方案的进一步改进，所述导电剂包括纳米炭
纤维。
[0011] 作为上述方案的进一步改进，所述镁离子化合物包括镁的
氧化物、氢氧化物、
碳酸盐、
硝酸盐或
醋酸盐。
[0012] 作为上述方案的进一步改进，所述锌离子化合物包括锌的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐或醋酸盐。
[0013] 一种锂电池正极复合材料的制备方法，包括如下步骤：按如上所述锂电池正极复合材料的原料配方称取原料，均匀搅拌，再经球磨处理后，置于刚玉方舟中
压实，在空气氛围下，先于500℃预烧3h，后于850℃空
煅烧10-15h，再保温24-48h，煅烧过程中升温速率均为5-15℃/min，待冷却至室温即可得锂电池正极复合材料。
[0014] 本发明的有益效果：本发明提出了一种锂电池正极复合材料，通过优化锂电池正极复合材料的组分、用量及锂电池正极复合材料的制备方法等，有效提高了锂电池正极复合材料提高了电池的循环性能，使电池寿命增加20％以上。本发明的正极材料应用于锂电池后，可广泛应用于手机、电脑、可移动电源、不可间断电源等供电设备及新能源
汽车、潜艇、
航天器、
飞行器等在特殊环境下工作的设备。本发明还提出了一种锂电池正极复合材料的制备方法，该方法操作简单，可大批量、高效率的生产，市场应用前景广泛。
具体实施方式
[0015] 下面结合
实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明所作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时，下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或提取方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或提取方法。
[0016] 实施例1
[0017] 一种锂电池正极复合材料，按重量份计包括：锰酸锂25份；三元材料25份；聚偏二氟乙烯5份；硫酸镍0.01份；硫酸钴0.01份；柠檬酸0.01份；纳米炭纤维6份；N-甲基吡咯烷酮0.01份；镁离子化合物0.01份；锌离子化合物0.01份。
[0018] 按如上所述锂电池正极复合材料的原料配方称取原料，均匀搅拌，再经球磨处理后，置于刚玉方舟中压实，在空气氛围下，先于500℃预烧3h，后于850℃空煅烧10h，再保温24h，煅烧过程中升温速率均为5℃/min，待冷却至室温即可得锂电池正极复合材料成品1。
[0019] 实施例2
[0020] 一种锂电池正极复合材料，按重量份计包括：锰酸锂50份；三元材料50份；聚偏二氟乙烯10份；硫酸镍5份；硫酸钴5份；柠檬酸5份；导电剂纳米炭纤维12份；N-甲基吡咯烷酮2份；镁离子化合物10份；锌离子化合物10份。
[0021] 按如上所述锂电池正极复合材料的原料配方称取原料，均匀搅拌，再经球磨处理后，置于刚玉方舟中压实，在空气氛围下，先于500℃预烧3h，后于850℃空煅烧15h，再保温48h，煅烧过程中升温速率均为15℃/min，待冷却至室温即可得锂电池正极复合材料成品2。
[0022] 实施例3
[0023] 一种锂电池正极复合材料，按重量份计包括：锰酸锂35份；三元材料35份；聚偏二氟乙烯7份；硫酸镍3份；硫酸钴3份；柠檬酸3份；纳米炭纤维9份；N-甲基吡咯烷酮1份；镁离子化合物5份；锌离子化合物5份。
[0024] 按如上所述锂电池正极复合材料的原料配方称取原料，均匀搅拌，再经球磨处理后，置于刚玉方舟中压实，在空气氛围下，先于500℃预烧3h，后于850℃空煅烧12h，再保温36h，煅烧过程中升温速率均为10℃/min，待冷却至室温即可得锂电池正极复合材料成品3。
[0025] 实施例4
[0026] 一种锂电池正极复合材料，按重量份计包括：锰酸锂40份；三元材料40份；聚偏二氟乙烯8份；硫酸镍2份；硫酸钴2；柠檬酸2份；纳米炭纤维8份；N-甲基吡咯烷酮1份；镁离子化合物5份；锌离子化合物5份。
[0027] 按如上所述锂电池正极复合材料的原料配方称取原料，均匀搅拌，再经球磨处理后，置于刚玉方舟中压实，在空气氛围下，先于500℃预烧3h，后于850℃空煅烧12h，再保温36h，煅烧过程中升温速率均为10℃/min，待冷却至室温即可得锂电池正极复合材料成品4。
[0028] 实施例5
[0029] 一种锂电池正极复合材料，按重量份计包括：锰酸锂40份；三元材料40份；聚偏二氟乙烯8份；硫酸镍3份；硫酸钴2；柠檬酸2份；纳米炭纤维8份；N-甲基吡咯烷酮0.5份；镁离子化合物8份；锌离子化合物8份。
[0030] 按如上所述锂电池正极复合材料的原料配方称取原料，均匀搅拌，再经球磨处理后，置于刚玉方舟中压实，在空气氛围下，先于500℃预烧3h，后于850℃空煅烧12h，再保温36h，煅烧过程中升温速率均为10℃/min，待冷却至室温即可得锂电池正极复合材料成品5。
[0031] 实施例6
[0032] 一种锂电池正极复合材料，按重量份计包括：锰酸锂50份；三元材料50份；聚偏二氟乙烯6份；硫酸镍2份；硫酸钴2；柠檬酸0.5份；纳米炭纤维8份；N-甲基吡咯烷酮1份；镁离子化合物5份；锌离子化合物5份。
[0033] 按如上所述锂电池正极复合材料的原料配方称取原料，均匀搅拌，再经球磨处理后，置于刚玉方舟中压实，在空气氛围下，先于500℃预烧3h，后于850℃空煅烧10h，再保温40h，煅烧过程中升温速率均为10℃/min，待冷却至室温即可得锂电池正极复合材料成品6。
[0034] 对比例1
[0035] 采用
专利申请号为201910627009.8，
发明名称为一种锂硫电池正极复合材料及其制备方法的技术制备正极复合材料，具体操作步骤为：
[0036] (1)以铌粉为原料，利用
水热法制备铌酸钠
纳米线；
[0037] (2)将步骤(1)中获得的铌酸钠纳米线在酸性环境下质子化，得到铌酸纳米线；
[0038] (3)将步骤(2)中获得的铌酸纳米线和碳材料混合均匀，利用水热法制备碳包覆铌酸纳米线；
[0039] (4)在
氨气下将步骤(3)中得到的碳包覆铌酸纳米线进行
热处理，得到碳包覆氮化铌纳米线；
[0040] (5)将硫粉与步骤(4)中的得到的碳包覆氮化铌纳米线混合均匀，利用高温固态熔融法制得以碳包覆氮化铌纳米线为载体材料的锂硫电池正极复合材料成品1。
[0041] 实施例7
[0042] 将实施例1-6制得的锂电池正极复合材料成品1-6及对比例1制得的锂硫电池正极复合材料成品1，分别在99.999％高纯氩气
手套箱中组装成可测试的锂离子电池，静置12小时后，采用新威BTS-3008W型高
精度电池测试仪。测试条件：
电流输出范围为±5～±100mA，电流测试精度为±(0.05％+0.1％)，
电压输出范围为3～4.3V，电压测试精度为±(0.05％+0.1％),循环测试次数50次。正极对应不同充放电的电流的电压-电容量(mAh/g)的结果如下表1所示。
[0043] 表1实施例1-6制得的锂电池正极复合材料成品1-6及对比例1成品1电性能效果对比
[0044] 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 对比例10.1充-0.1放 278 271 273 275 276 271 247
0.2充-0.2放 266 263 262 265 261 262 226
0.2充-0.5放 240 241 241 240 242 240 210
0.2充-1放 231 230 231 230 232 231 201
[0045] 由表1可看出，实施例1-6制得的锂电池正极复合材料成品1-6比对比例1成品1更能提升正极的电容量并在较高电流放电后具有较高电容量与较好的放电速率(C-rate)效应。实施例1-6制得的锂电池正极复合材料成品1-6的电性能效果提高。
[0046] 对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。
