本發(fā)明涉及一種電池技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種鋰電池用復(fù)合正極材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
商品化鋰離子電池正極材料主要是鈷酸鋰和錳酸鋰。但仍存在諸多問題，比如電極材料顆粒之間及其與集流體之間接觸不良、表面電阻大和剝離強度差，在充放電過程中循環(huán)膨脹等，上述問題嚴(yán)重影響了鋰離子電池的循環(huán)壽命及穩(wěn)定性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電池用復(fù)合正極材料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種鋰電池用復(fù)合正極材料，按照重量份的主要原料為：聚吡咯8-12份、鋰鈷氧化物20-30份、聚苯胺4-10份、聚乙烯咪唑1-3份、乙烯基磺酸鈉1-3份、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺1-3份。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述鋰電池用復(fù)合正極材料，按照重量份的主要原料為：聚吡咯9-11份、鋰鈷氧化物24-27份、聚苯胺5-8份、聚乙烯咪唑1-3份、乙烯基磺酸鈉1-3份、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺1-3份。
作為本發(fā)明進一步的方案：所述鋰電池用復(fù)合正極材料，按照重量份的主要原料為：聚吡咯10份、鋰鈷氧化物26份、聚苯胺7份、聚乙烯咪唑2份、乙烯基磺酸鈉2份、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺2份。
一種鋰電池用復(fù)合正極材料的制備方法，具體步驟為：
(1)首先，將鋰鈷氧化物浸泡在0.2-0.6mol/L氫氧化鈉溶液中，浸泡2-4h后在無塵空間內(nèi)與聚吡咯和聚苯胺研磨混勻，混勻后轉(zhuǎn)移到高溫爐中，在600-650℃下恒溫煅燒6-8h，并以2-5℃的速度隨爐冷卻至室溫，制得半成品；
(2)最后，將半成品與聚乙烯咪唑、乙烯基磺酸鈉、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺混合并放置球磨機中進行研磨，隨后置于4℃溫度下真空冷凍干燥，即得。
作為本發(fā)明進一步的方案：步驟(1)中研磨混勻后的均勻度≤1％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
所制備的鋰離子電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能，常溫下1C充放循環(huán)2000次容量保持在94％以上；6C倍率下放電是1C容量的98％以上；3C/10V過充測試電池不起火不爆炸；高溫循環(huán)優(yōu)異，60℃下1C充放循環(huán)1000次容量保持在92％以上；具有良好的安全性能，針刺、擠壓、過充、過放等測試不爆炸、不起火。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
一種鋰電池用復(fù)合正極材料，按照重量份的主要原料為：聚吡咯8份、鋰鈷氧化物20份、聚苯胺4份、聚乙烯咪唑1份、乙烯基磺酸鈉1份、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺1份。
一種鋰電池用復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為：
(1)首先，將鋰鈷氧化物浸泡在0.2mol/L氫氧化鈉溶液中，浸泡2h后在無塵空間內(nèi)與聚吡咯和聚苯胺研磨混勻，混勻后轉(zhuǎn)移到高溫爐中，在600℃下恒溫煅燒6h，并以2℃的速度隨爐冷卻至室溫，制得半成品；
(2)最后，將半成品與聚乙烯咪唑、乙烯基磺酸鈉、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺混合并放置球磨機中進行研磨，隨后置于4℃溫度下真空冷凍干燥，即得。
其中：步驟(1)中研磨混勻后的均勻度≤1％。
實施例2
一種鋰電池用復(fù)合正極材料，按照重量份的主要原料為：聚吡咯9份、鋰鈷氧化物24份、聚苯胺5份、聚乙烯咪唑1份、乙烯基磺酸鈉1份、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺1份。
一種鋰電池用復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為：
(1)首先，將鋰鈷氧化物浸泡在0.3mol/L氫氧化鈉溶液中，浸泡2h后在無塵空間內(nèi)與聚吡咯和聚苯胺研磨混勻，混勻后轉(zhuǎn)移到高溫爐中，在617℃下恒溫煅燒6h，并以2℃的速度隨爐冷卻至室溫，制得半成品；
(2)最后，將半成品與聚乙烯咪唑、乙烯基磺酸鈉、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺混合并放置球磨機中進行研磨，隨后置于4℃溫度下真空冷凍干燥，即得。
其中：步驟(1)中研磨混勻后的均勻度≤1％。
實施例3
一種鋰電池用復(fù)合正極材料，按照重量份的主要原料為：聚吡咯10份、鋰鈷氧化物26份、聚苯胺7份、聚乙烯咪唑2份、乙烯基磺酸鈉2份、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺2份。
一種鋰電池用復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為：
(1)首先，將鋰鈷氧化物浸泡在0.4mol/L氫氧化鈉溶液中，浸泡3h后在無塵空間內(nèi)與聚吡咯和聚苯胺研磨混勻，混勻后轉(zhuǎn)移到高溫爐中，在625℃下恒溫煅燒7h，并以4℃的速度隨爐冷卻至室溫，制得半成品；
(2)最后，將半成品與聚乙烯咪唑、乙烯基磺酸鈉、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺混合并放置球磨機中進行研磨，隨后置于4℃溫度下真空冷凍干燥，即得。
其中：步驟(1)中研磨混勻后的均勻度≤1％。
實施例4
一種鋰電池用復(fù)合正極材料，按照重量份的主要原料為：聚吡咯11份、鋰鈷氧化物27份、聚苯胺8份、聚乙烯咪唑3份、乙烯基磺酸鈉3份、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺3份。
一種鋰電池用復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為：
(1)首先，將鋰鈷氧化物浸泡在0.5mol/L氫氧化鈉溶液中，浸泡4h后在無塵空間內(nèi)與聚吡咯和聚苯胺研磨混勻，混勻后轉(zhuǎn)移到高溫爐中，在640℃下恒溫煅燒8h，并以4℃的速度隨爐冷卻至室溫，制得半成品；
(2)最后，將半成品與聚乙烯咪唑、乙烯基磺酸鈉、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺混合并放置球磨機中進行研磨，隨后置于4℃溫度下真空冷凍干燥，即得。
其中：步驟(1)中研磨混勻后的均勻度≤1％。
實施例5
一種鋰電池用復(fù)合正極材料，按照重量份的主要原料為：聚吡咯12份、鋰鈷氧化物30份、聚苯胺10份、聚乙烯咪唑3份、乙烯基磺酸鈉3份、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺3份。
一種鋰電池用復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為：
(1)首先，將鋰鈷氧化物浸泡在0.6mol/L氫氧化鈉溶液中，浸泡4h后在無塵空間內(nèi)與聚吡咯和聚苯胺研磨混勻，混勻后轉(zhuǎn)移到高溫爐中，在650℃下恒溫煅燒8h，并以5℃的速度隨爐冷卻至室溫，制得半成品；
(2)最后，將半成品與聚乙烯咪唑、乙烯基磺酸鈉、N,N'-雙(4-氯苯基)-N,N'-二苯基-1,4-苯撐二胺混合并放置球磨機中進行研磨，隨后置于4℃溫度下真空冷凍干燥，即得。
其中：步驟(1)中研磨混勻后的均勻度≤1％。
對比例1
一種鋰電池用復(fù)合正極材料，按照重量份的主要原料為：聚吡咯10份、鋰鈷氧化物26份、聚苯胺7份、聚乙烯咪唑2份。
一種鋰電池用復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于，具體步驟為：
(1)首先，將鋰鈷氧化物浸泡在0.4mol/L氫氧化鈉溶液中，浸泡3h后在無塵空間內(nèi)與聚吡咯和聚苯胺研磨混勻，混勻后轉(zhuǎn)移到高溫爐中，在625℃下恒溫煅燒7h，并以4℃的速度隨爐冷卻至室溫，制得半成品；
(2)最后，將半成品與聚乙烯咪唑混合并放置球磨機中進行研磨，隨后置于4℃溫度下真空冷凍干燥，即得。
其中：步驟(1)中研磨混勻后的均勻度≤1％。
對比例2
中國專利“一種電池正極材料及其制備方法”(授權(quán)公告號：CN104538631B)中實施例3制備的正極材料。
對比例3
湖南杉杉新材料有限公司生產(chǎn)的鈷酸鋰電池正極材料。
測試實驗：
將實施例1-5及對比例1-3制備的鋰電正極材料制備成1665132型號鋰離子動力電池(型號H16*W65*L132mm的疊片軟包電池)，壓實密度在3.0g/cm3以上，體積能量密度在450Wh/L以上；電芯在3.0V-4.2V電壓下，1C放電克容量發(fā)揮120mAh/g以上。
本發(fā)明所制備的鋰離子電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能，常溫下1C充放循環(huán)2000次容量保持在94％以上；6C倍率下放電是1C容量的98％以上；3C/10V過充測試電池不起火不爆炸；高溫循環(huán)優(yōu)異，60℃下1C充放循環(huán)1000次容量保持在92％以上；具有良好的安全性能，針刺、擠壓、過充、過放等測試不爆炸、不起火。具體測試結(jié)果見表1所示:
表1
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。