石墨烯包覆富鋰錳（měng）基材料噴霧幹（gàn）燥LPG-300

實驗所用的富鋰錳基材料采用文獻報（bào）道的碳酸鹽共沉澱法合成，化學式為Li1.22Mn0.52Ni0.26O2，記為（wéi）LNMO。取1 kg富鋰錳基材料和一定（dìng）量石墨烯NMP分散液（yè），分別按照（zhào）石墨烯+LNMO材料在混合（hé）後懸濁液中總固含量為50%、55%、60%、65%和70%加入（rù）高速攪拌器中攪拌混合10 min後（hòu），采用Brookfield DV-S黏度計分別測量各（gè）懸濁液的黏度。

圖1(a)為所製備的石墨烯與LNMO混合懸濁液黏度隨固含量變化，從圖中可以看到，當固（gù）含量≤55%時，懸濁液的黏度<350 mPa·s，此時所（suǒ）形成的懸濁液中富鋰錳（měng）基顆粒（lì）極易沉降，導致石墨烯與富鋰錳基材料的分（fèn）相，這將導致包覆後（hòu）材料的均勻性大（dà）大降低。當固含量為70%時，懸濁（zhuó）液的黏度＞1700 mPa·s，超（chāo）過了噴霧幹燥所用蠕動泵的輸送黏度上限。圖（tú）1(b)為固（gù）含量為65%的石墨烯與LNMO混合（hé）懸濁液的光學照片，可以看（kàn）出（chū），混合懸濁液流動性良好，且富鋰錳基（jī）與石墨烯未出現沉降分層。因此（cǐ），實驗選（xuǎn）取固含量65%的石墨（mò）烯與LNMO混合懸濁液製備G-LNMO材料。

石墨烯+富（fù）鋰（lǐ）錳基懸濁液黏度（dù）隨固（gù）含量（liàng）變化；(b) 65%固含量混（hún）合懸濁液（yè）光學照片

為噴霧幹燥法製備G-LNMO材料的工藝路線。首先按照石（shí）墨烯+富鋰錳基材（cái）料總固含量65%，石墨烯∶LNMO質（zhì）量比為1∶100，依次（cì）向（xiàng）攪拌器中加入一定量的NMP溶劑、石墨烯NMP分散液（yè）和LNMO材料，並保持勻速攪拌，攪拌速率為300 r/min，攪拌10 min後，使用蠕動泵將混合懸濁液以500 mL/h的速度泵入離心（xīn）式噴霧幹燥器中，幹燥器噴盤直徑15 cm，噴盤轉速設（shè）置（zhì）為12000 r/min，料液噴（pēn）口溫度設置為215℃，幹燥保護氣氛為氮（dàn）氣，待（dài）噴霧幹燥器的物料收集罐內（nèi）粉末冷卻到60℃以下，取出即得到G-LNMO材料。

材料物性表征

采用Bruker D8 Advance (with Cu-Kαradiation)研究材料的晶體結構；采用FEI Nova Nano SEM450掃描電鏡研究材料的微觀形貌；采用EI Tecnai G2 F30透射電鏡分析材料的微觀結構。

扣式電池電極製作及（jí）電池組裝測試（shì）

扣式電池電極極片製備過程如下：

對（duì）於LNMO材料，按照正極材料∶導電炭黑(Super P)∶黏結劑(PVDF)質量比為96∶2∶2分別稱取材料；對（duì）於G-LNMO，按照正極材料∶導電炭黑（hēi）(Super P)∶黏結劑(PVDF)質量比為97∶1.04∶2分別稱取材料。以（yǐ）NMP為溶劑，磁力攪拌8 h後（hòu），分別製備兩種（zhǒng）正極漿（jiāng）料。

采用塗布機將正極漿（jiāng）料以200μm的厚度塗覆（fù）於鋁箔上，100℃幹燥4 h後（hòu），設（shè）置80μm的間隙在（zài）雙對（duì）輥碾壓機上反（fǎn）複碾壓4次，後轉移（yí）至真空（kōng）幹燥箱於120℃幹燥12 h以完全（quán）去除（chú）NMP及殘餘水分（fèn）。