CN107742705A - 一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料及制备方法，所述石墨烯复合的钴酸锂正极材料，包括以下原料：钴酸锂、水性丙烯酸聚氨酯、铜、石墨烯、氟基烷基聚醚、氯化聚乙烯、科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸酯类调节剂、银粉、分散剂POLYRON。所述石墨烯复合的钴酸锂正极材料是经过石墨烯改性、磨粉、制备溶液、煅烧、研磨等步骤制得的。本发明的石墨烯复合的钴酸锂正极材料可显著提高电池容量、降低电池内阻、提升电池导电能力。

Description

一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料及其制备方法
【技术领域】
本发明属于正极材料技术领域，具体涉及一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料及其制备方法。
【背景技术】
随着便携式电子设备的迅猛发展，能源市场对可再生的、能量高、寿命长的蓄电池需求量越来越大，而锂离子电池作为其中电压最高、能量密度最大的电池，具有良好的发展前景。
在锂离子电池中，正极材料是其最为重要的组成部分，也是决定锂离子电池性能的关键。钴酸锂、磷酸钒锂和磷酸铁锂作为正极材料已经得到大规模的应用。其中钴酸锂(LiCoO2)具有3.7V平均输出电压，高达140mAh/g的能量密度，并且具有循环性能和热稳定性良好等优点。这些优点使得钴酸锂被认为是最具潜力的高压电池正极材料，倍受产业的关注。
但随着智能手机的迅猛发展，对手机电池性能的要求也越来越高，传统LiCoO2正极材料的能量密度已逐渐不能满足需求，所以进一步提高LiCoO2正极材料的能量密度是钴酸锂发展的迫切需求。随着人们对锂离子LiCoO2正极材料的了解，人们发现其表面结构对其电化学性能有着很大的影响，由于碳材料优异的导电性、电化学稳定性、物理属性和廉价的成本，碳包覆成为锂离子电池中应用最广泛的方法之一。碳包覆与纳米技术相结合，可提供更好的导电性、更快的锂离子扩散速度，从而得到更好的倍率性能。
近几年来，石墨烯作为良好的导电材料也被用于包覆或掺杂钴酸锂，改善钴酸锂的电子导电性，不过这些钴酸锂和石墨烯的复合材料以及其制备方法也存在着钴酸锂和石墨烯分散不足，接触不够密切等问题。因此，钴酸锂和石墨烯的复合材料还需要进一步改进，使得两者之间形成有效的充分分散和密切接触，同时保证石墨烯还原比较充分，电子导电性更好。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料及其制备方法，以解决现有石墨烯复合的钴酸锂正极材料电池容量低、电池内阻较大、电池导电能力不够好、包覆松散易脱落等质量缺陷问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料，包括以下原料：钴酸锂、水性丙烯酸聚氨酯、铜、石墨烯、氟基烷基聚醚、氯化聚乙烯、科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸酯类调节剂、银粉、分散剂POLYRON；
所述铜、丙烯酸乙酯调节剂、石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯、氟基烷基聚醚的重量比为(4-8):(1-1.5):(1-1.5):(2.5-4):(1.2-1.8)；
所述氯化聚乙烯、水性丙烯酸聚氨酯的重量比为(1-1.6):(2.5-4)；
所述科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸乙酯调节剂、分散剂POLYRON的重量比为(0.3-0.8):(1-3):(0.6-1.2):(1-1.5):(2-4)。
本发明还提供一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、石墨烯改性：将石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯在温度为30-35℃条件下搅拌反应20-30min，加入30-50份去离子水，温度升至80-90℃搅拌15min后加入氟基烷基聚醚，并在超声波功率为420-580W、温度为105-135℃、转速为160-310r/min条件下反应35-45min，直至溶液中无颗粒存在，溶液呈浅黄色，静置15-20min后除去沉淀物质，制得石墨烯改性溶液；
S2、磨粉：将准备好的钴酸锂、铜、银粉进行磨粉，混合金属粉粒过500-800目筛，制得混合粉末；
S3、制备溶液：将步骤S2制得的混合粉末加入步骤S1制得的石墨烯改性溶液，在超声波功率为420-580W、温度为115-155℃、转速为160-310r/min条件下反应25-30min后，加入氯化聚乙烯、科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸酯类调节剂、分散剂POLYRON，继续反应15-20min，制得材料溶液；
S4、煅烧：将步骤S3制得的材料溶液装入高压反应釜中反应，反应完成后取出粘稠物放入温度控制在710-800℃的烤炉中煅烧2-4.5h，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品；
S5、研磨：将步骤S4中制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品放在超声波功率为550-610W的超声波中振荡1.5-2h，超声结束后再使用研磨球研磨，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料。
优选地，步骤S4中所述高压反应釜的反应是在温度为400-900℃的烤箱中反应3.5-5h完成的。
优选地，步骤S5中所述石墨烯复合的钴酸锂正极材料研磨至粒径为20-30nm。
本发明具有以下有益效果：
(1)超声波是一种在介质中传播并携带能量的物质，超声波可以制造机械震动，继而转化成机械能，这样更有利于材料进行更短时间的反应。步骤S1中将石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯、氟基烷基聚醚，并在超声波功率为420-580W、温度为105-135℃、转速为160-310r/min条件下反应，在功率为420-580W的超声波条件下可以加快材料分子间加快碰撞，使得水性丙烯酸聚氨酯更好的增加石墨烯的官能度，使得石墨烯的亲水性能得到大大提高；假如功率过高，氟基烷基聚醚失去表面活性的效果，而假如功率过低，则反应速度过小，减小了分子间碰撞频率，影响了反应周期。
(2)由实施例1和对比例1-6的数据可见，实施例1制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的电池内阻较小，并且在铜、丙烯酸乙酯调节剂、石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯、氟基烷基聚醚的组合下产生了协同作用，显著降低了材料的电池内阻。
(3)由实施例2和对比例7-9的数据可见，实施例2制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的包覆性能良好，并且在氯化聚乙烯粘结剂、水性丙烯酸聚氨酯的组合下产生了协同作用，显著改善了材料的包覆性能。
(4)由实施例4和对比例10-15的数据可见，实施例4制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的电池容量、电池导电能力较大，并且在科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸乙酯调节剂、分散剂POLYRON的组合下产生了协同作用，显著提高了电极的电池容量、电池导电能力。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述桥石墨烯复合的钴酸锂正极材料，以重量份为单位，包括以下原料：钴酸锂25-40份、水性丙烯酸聚氨酯2.5-4份、铜4-8份、石墨烯0.2-0.8份、氟基烷基聚醚1.2-1.8份、氯化聚乙烯1-1.6份、科琴黑0.3-0.8份、氯乙烯醋酸乙烯共聚物1-3份、亚乙基双硬脂酰胺0.6-1.2份、丙烯酸酯类调节剂1-1.5份、银粉2-6份、分散剂POLYRON 2-4份；
所述的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、石墨烯改性：将石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯在温度为30-35℃条件下搅拌反应20-30min，加入30-50份去离子水，温度升至80-90℃搅拌15min后加入氟基烷基聚醚，并在超声波功率为420-580W、温度为105-135℃、转速为160-310r/min条件下反应35-45min，直至溶液中无颗粒存在，溶液呈浅黄色，静置15-20min后除去沉淀物质，制得石墨烯改性溶液；
S2、磨粉：将准备好的钴酸锂、铜、银粉进行磨粉，混合金属粉粒过500-800目筛，制得混合粉末；
S3、制备溶液：将步骤S2制得的混合粉末加入步骤S1制得的石墨烯改性溶液，在超声波功率为420-580W、温度为115-155℃、转速为160-310r/min条件下反应25-30min后，加入氯化聚乙烯、科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸酯类调节剂、分散剂POLYRON，继续反应15-20min，制得材料溶液；
S4、煅烧：将步骤S3制得的材料溶液装入高压反应釜中，在温度为400-900℃的烤箱中反应3.5-5h，反应完成后取出粘稠物放入温度控制在710-800℃的烤炉中煅烧2-4.5h，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品；
S5、研磨：将步骤S4中制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品放在超声波功率为550-610W的超声波中振荡1.5-2h，超声结束后再使用研磨球研磨至粒径为20-30nm，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料，其中石墨烯复合的钴酸锂正极材料的包覆厚度为0.8-1.1mm。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料，以重量份为单位，包括以下原料：钴酸锂25份、水性丙烯酸聚氨酯2.5份、铜4份、石墨烯0.2份、氟基烷基聚醚1.2份、氯化聚乙烯1份、科琴黑0.3份、氯乙烯醋酸乙烯共聚物1份、亚乙基双硬脂酰胺0.6份、丙烯酸乙酯调节剂1份、银粉2份、分散剂POLYRON 2份；
所述的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、石墨烯改性：将石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯在温度为30℃条件下搅拌反应30min，加入30份去离子水，温度升至80℃搅拌15min后加入氟基烷基聚醚，并在超声波功率为420W、温度为105℃、转速为160r/min条件下反应45min，直至溶液中无颗粒存在，溶液呈浅黄色，静置15min后除去沉淀物质，制得石墨烯改性溶液；
S2、磨粉：将准备好的钴酸锂、铜、银粉进行磨粉，混合金属粉粒过500目筛，制得混合粉末；
S3、制备溶液：将步骤S2制得的混合粉末加入步骤S1制得的石墨烯改性溶液，在超声波功率为420W、温度为115℃、转速为160r/min条件下反应25min后，加入氯化聚乙烯、科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸乙酯调节剂、分散剂POLYRON，继续反应15min，制得材料溶液；
S4、煅烧：将步骤S3制得的材料溶液装入高压反应釜中，在温度为400℃的烤箱中反应5h，反应完成后取出粘稠物放入温度控制在710℃的烤炉中煅烧4.5h，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品；
S5、研磨：将步骤S4中制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品放在超声波功率为550W的超声波中振荡1.5h，超声结束后再使用研磨球研磨至粒径为20nm，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料，其中石墨烯复合的钴酸锂正极材料的包覆厚度为0.8mm。
实施例2
一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料，以重量份为单位，包括以下原料：钴酸锂29份、水性丙烯酸聚氨酯2.8份、铜5份、石墨烯0.3份、氟基烷基聚醚1.3份、氯化聚乙烯1.4份、科琴黑0.4份、氯乙烯醋酸乙烯共聚物1.5份、亚乙基双硬脂酰胺0.8份、2-甲基丙烯酸甲酯调节剂1.2份、银粉3份、分散剂POLYRON3份；
所述的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、石墨烯改性：将石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯在温度为31℃条件下搅拌反应28min，加入35份去离子水，温度升至81℃搅拌15min后加入氟基烷基聚醚，并在超声波功率为450W、温度为115℃、转速为191r/min条件下反应42min，直至溶液中无颗粒存在，溶液呈浅黄色，静置17min后除去沉淀物质，制得石墨烯改性溶液；
S2、磨粉：将准备好的钴酸锂、铜、银粉进行磨粉，混合金属粉粒过560目筛，制得混合粉末；
S3、制备溶液：将步骤S2制得的混合粉末加入步骤S1制得的石墨烯改性溶液，在超声波功率为480W、温度为125℃、转速为199r/min条件下反应26min后，加入氯化聚乙烯、科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、2-甲基丙烯酸甲酯调节剂、分散剂POLYRON，继续反应16min，制得材料溶液；
S4、煅烧：将步骤S3制得的材料溶液装入高压反应釜中，在温度为600℃的烤箱中反应4h，反应完成后取出粘稠物放入温度控制在780℃的烤炉中煅烧4h，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品；
S5、研磨：将步骤S4中制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品放在超声波功率为560W的超声波中振荡1.9h，超声结束后再使用研磨球研磨至粒径为24nm，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料，其中石墨烯复合的钴酸锂正极材料的包覆厚度为0.9mm。
实施例3
一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料，以重量份为单位，包括以下原料：钴酸锂35份、水性丙烯酸聚氨酯3.1份、铜7份、石墨烯0.7份、氟基烷基聚醚1.7份、氯化聚乙烯1.5份、科琴黑0.5份、氯乙烯醋酸乙烯共聚物2份、亚乙基双硬脂酰胺0.9份、丙烯酸乙酯调节剂1.3份、银粉5份、分散剂POLYRON 2份；
所述的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、石墨烯改性：将石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯在温度为34℃条件下搅拌反应25min，加入40份去离子水，温度升至88℃搅拌15min后加入氟基烷基聚醚，并在超声波功率为520W、温度为125℃、转速为270r/min条件下反应39min，直至溶液中无颗粒存在，溶液呈浅黄色，静置18min后除去沉淀物质制得石墨烯改性溶液；
S2、磨粉：将准备好的钴酸锂、铜、银粉进行磨粉，混合金属粉粒过700目筛，制得混合粉末；
S3、制备溶液：将步骤S2制得的混合粉末加入步骤S1制得的石墨烯改性溶液，在超声波功率为550W、温度为135℃、转速为269r/min条件下反应28min后，加入氯化聚乙烯、科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸乙酯调节剂、分散剂POLYRON，继续反应19min，制得材料溶液；
S4、煅烧：将步骤S3制得的材料溶液装入高压反应釜中，在温度为700℃的烤箱中反应4.6h，反应完成后取出粘稠物放入温度控制在788℃的烤炉中煅烧3.2h，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品；
S5、研磨：将步骤S4中制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品放在超声波功率为550-610W的超声波中振荡1.8h，超声结束后再使用研磨球研磨至粒径为27nm，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料，其中石墨烯复合的钴酸锂正极材料的包覆厚度为1mm。
实施例4
一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料，以重量份为单位，包括以下原料：钴酸锂40份、水性丙烯酸聚氨酯4份、铜8份、石墨烯0.8份、氟基烷基聚醚1.8份、氯化聚乙烯1.6份、科琴黑0.8份、氯乙烯醋酸乙烯共聚物3份、亚乙基双硬脂酰胺1.2份、丙烯酸乙酯调节剂1.5份、银粉6份、分散剂POLYRON 4份；
所述的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、石墨烯改性：将石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯在温度为35℃条件下搅拌反应20min，加入30-50份去离子水，温度升至90℃搅拌15min后加入氟基烷基聚醚，并在超声波功率为580W、温度为135℃、转速为310r/min条件下反应35min，直至溶液中无颗粒存在，溶液呈浅黄色，静置20min后除去沉淀物质，制得石墨烯改性溶液；
S2、磨粉：将准备好的钴酸锂、铜、银粉进行磨粉，混合金属粉粒过800目筛，制得混合粉末；
S3、制备溶液：将步骤S2制得的混合粉末加入步骤S1制得的石墨烯改性溶液，在超声波功率为580W、温度为155℃、转速为310r/min条件下反应30min后，加入氯化聚乙烯、科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸乙酯调节剂、分散剂POLYRON，继续反应20min，制得材料溶液；
S4、煅烧：将步骤S3制得的材料溶液装入高压反应釜中，在温度为900℃的烤箱中反应3.5h，反应完成后取出粘稠物放入温度控制在800℃的烤炉中煅烧2h，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品；
S5、研磨：将步骤S4中制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品放在超声波功率为610W的超声波中振荡2h，超声结束后再使用研磨球研磨至粒径为30nm，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料，其中石墨烯复合的钴酸锂正极材料的包覆厚度为1.1mm。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少铜、丙烯酸乙酯调节剂、石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯、氟基烷基聚醚。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少铜。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少丙烯酸乙酯调节剂。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少石墨烯。
对比例5
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少水性丙烯酸聚氨酯。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少氟基烷基聚醚。
测量实施例1和对比例1-6的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的电池内阻，结果见下表：
实验项目 电池内阻(mΩ)
实施例1 298.32
对比例1 615.27
对比例2 375.12
对比例3 316.34
对比例4 356.71
对比例5 304.17
对比例6 306.01
由实施例1和对比例1-6的数据可见，实施例1制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的电池内阻较小，并且在铜、丙烯酸乙酯调节剂、石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯、氟基烷基聚醚的组合下产生了协同作用，显著降低了材料的电池内阻，这可能铜本身具有优良的导电性能，而铜在丙烯酸乙酯调节剂的影响下与改性的石墨烯发生好的结合，有效降低了石墨烯复合的钴酸锂正极材料电池的内阻。
对比例7
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少氯化聚乙烯粘结剂、水性丙烯酸聚氨酯。
对比例8
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少氯化聚乙烯粘结剂。
对比例9
与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少水性丙烯酸聚氨酯。
测量实施例2和对比例7-9的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的包覆效果，结果见下表：
实验项目 包覆后出现脱落(h)
实施例2 298.32
对比例7 67.48
对比例8 206.34
对比例9 257.61
由实施例2和对比例7-9的数据可见，实施例2制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的包覆性能良好，并且在氯化聚乙烯粘结剂、水性丙烯酸聚氨酯的组合下产生了协同作用，显著改善了材料的包覆性能，这可能是氯化聚乙烯粘结剂和水性丙烯酸聚氨酯都具有较好的附着力，而水性丙烯酸聚氨酯更是能将粘结剂的特性提升，提高粘结剂性能，因而改善了石墨烯复合的钴酸锂正极材料的包覆性能。
对比例10
与实施例4的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸乙酯调节剂、分散剂POLYRON。
对比例11
与实施例4的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少科琴黑。
对比例12
与实施例4的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少氯乙烯醋酸乙烯共聚物。
对比例13
与实施例4的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少亚乙基双硬脂酰胺。
对比例14
与实施例4的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少丙烯酸乙酯调节剂。
对比例15
与实施例4的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备石墨烯复合的钴酸锂正极材料的原料中缺少分散剂POLYRON。
测量实施例4和对比例10-15的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的电池容量、电池导电能力，结果见下表：
由实施例4和对比例10-15的数据可见，实施例4制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的电池容量、电池导电能力较大，并且在科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸乙酯调节剂、分散剂POLYRON的组合下产生了协同作用，显著提高了电极的电池容量、电池导电能力。其中科琴黑是一种由极具原创性的特殊生产工艺所制得的炭黑。与普通的导电炭黑相比，科琴黑只需要极低的添加量就可以达到高导电性和电池容量，所以科琴黑一直是导电炭黑中的极品；氯乙烯醋酸乙烯共聚物由于在分子链中引入了醋酸乙烯单体，从而降低了高结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能，被广泛应用于功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及电池等领域；亚乙基双硬脂酰胺具有良好的内外润滑性、脱模型和光洁度，在压延、挤出和中空成型等加工过程中能加速熔融，降低熔融粘度，可以作为抗静电剂和表面处理剂用于电池等领域，丙烯酸乙酯调节剂起到调节科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺的作用，而分散剂POLYRON可以使科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺分散效果更好，因此，这可能是科琴黑、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯基双硬脂酰胺、丙烯酸乙酯调节剂、分散剂POLYRON的各自相互作用，协同提高了电极的电池容量和电池导电能力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料，其特征在于，包括以下原料：钴酸锂、水性丙烯酸聚氨酯、铜、石墨烯、氟基烷基聚醚、氯化聚乙烯、科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸酯类调节剂、银粉、分散剂POLYRON；
所述铜、丙烯酸乙酯调节剂、石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯、氟基烷基聚醚的重量比为(4-8):(1-1.5):(1-1.5):(2.5-4):(1.2-1.8)；
所述氯化聚乙烯、水性丙烯酸聚氨酯的重量比为(1-1.6):(2.5-4)；
所述科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸乙酯调节剂、分散剂POLYRON的重量比为(0.3-0.8):(1-3):(0.6-1.2):(1-1.5):(2-4)。
2.一种根据权利要求1所述的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、石墨烯改性：将石墨烯、水性丙烯酸聚氨酯在温度为30-35℃条件下搅拌反应20-30min，加入30-50份去离子水，温度升至80-90℃搅拌15min后加入氟基烷基聚醚，并在超声波功率为420-580W、温度为105-135℃、转速为160-310r/min条件下反应35-45min，直至溶液中无颗粒存在，溶液呈浅黄色，静置15-20min后除去沉淀物质，制得石墨烯改性溶液；
S2、磨粉：将准备好的钴酸锂、铜、银粉进行磨粉，混合金属粉粒过500-800目筛，制得混合粉末；
S3、制备溶液：将步骤S2制得的混合粉末加入步骤S1制得的石墨烯改性溶液，在超声波功率为420-580W、温度为115-155℃、转速为160-310r/min条件下反应25-30min后，加入氯化聚乙烯、科琴黑、氯乙烯醋酸乙烯共聚物、亚乙基双硬脂酰胺、丙烯酸酯类调节剂、分散剂POLYRON，继续反应15-20min，制得材料溶液；
S4、煅烧：将步骤S3制得的材料溶液装入高压反应釜中反应，反应完成后取出粘稠物放入温度控制在710-800℃的烤炉中煅烧2-4.5h，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品；
S5、研磨：将步骤S4中制得的石墨烯复合的钴酸锂正极材料粗制品放在超声波功率为550-610W的超声波中振荡1.5-2h，超声结束后再使用研磨球研磨，制得石墨烯复合的钴酸锂正极材料。
3.根据权利要求2所述的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述高压反应釜的反应是在温度为400-900℃的烤箱中反应3.5-5h完成的。
4.根据权利要求2所述的石墨烯复合的钴酸锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述石墨烯复合的钴酸锂正极材料研磨至粒径为20-30nm。
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