本发明属于二次电池正极材料领域，具体涉及一种离子导体和电子导体复合聚合物修饰的正极材料制备方法。
背景技术：
1、作为一种新型清洁电池能源技术，锂离子电池已在电动汽车、电动轻型车、电动工具、航空航天等领域得到了广泛应用；电池的关键和成本主要集中在正极材料体系上，因此解决正极材料的问题是锂离子电池发展的关键；随着人们对于动力电池续航的里程需求越来越大，锂离子正极材料高镍化的发展已经成为了不可替代的一种技术路线。目前越来越多的学者都在致力于高镍正极材料的研发，但是随着镍含量增加，正极材料也出现了一些问题，如结构和界面的稳定性差、循环不稳定、安全性能欠佳和颗粒界面与电解液副反应等一系列问题，这些问题一直都制约着电池电性能的发挥，影响产品的性能。
2、如今通常采用掺杂和包覆对正极材料进行修饰，改善材料界面性能和结构稳定性；目前大部分氧化物包覆剂，虽然可以有效地抑制正极材料与电解液的接触反应，但是一般氧化物基本为惰性金属会降低电子和离子电导率，使得材料的倍率等性能难以发挥；针对上述问题，研究人员对正极材料进行表面导电聚合物和离子导体聚合物的包覆改善。
3、比如，cn116598483a公开一种正极材料、极片及其锂离子电池的应用，在电池正极材料表面设置有包覆层，包覆层包括导电聚合物与快离子导体复合，有机单体自聚合所形成的均匀包覆层其分子量可控，可以提高材料的电子导电率，可以避免正极材料与电解液的直接接触带来的损伤，并引入快离子导体材料进行双相连续包覆，可以保证材料完整性，可以提供锂离子导体快速通道，增强材料的离子导电性，改善材料的倍率性能和循环性能；
4、cn107706390a公开一种快离子导体和导电聚合物双重修饰的锂离子电池三元正极材料的制备方法，该材料是以锂离子电池三元正极材料为核心，快离子导体为第一包覆层，导电聚合物为第二包覆层，快离子导体为钒酸锂，偏铝酸锂，锆酸锂中的任意一种。先将快离子导体与三元正极材料混匀后研磨，然后用高温固相法将快离子导体包覆在三元正极材料上，之后将导电聚合物与包覆了快离子导体的三元正极材料混匀球磨，将导电聚合物包覆在快离子导体包覆的三元正极材料上，最终获得快离子导体和导电聚合物双重修饰的锂离子电池三元正极材料。本发明将快离子导体和导电聚合物结合起来对三元正极材料进行改性，使其既具有优异的循环性能，又具有良好的倍率性能；
5、目前关于正极材料的导电聚合物和离子导体聚合物包覆，大部分包覆研究内容分为以下3种：里层导电/外层离子导体聚合物包覆、里层离子导体/外层导电聚合物，还有比较特殊的方法，利用导电聚合物单体和快离子导体聚合物单体混合自行聚合，形成理想上双相连续的包覆相。第一第二种方法虽然可以有效地提升包覆层的电子和离子导电率，但是电子和离子在相应相中的移动都会受到限制，不可以更有效地提升迁移率；第三种方法，通过自聚合可以形成理想的双相连续包覆层，但是其两相的分布均匀性不佳，还是会存在上述迁移率低的问题。
技术实现思路
1、为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的，具体方案如下：
2、一种离子导体和电子导体复合聚合物修饰的正极材料制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
3、(1)正极材料的制备：将前驱体、锂盐、过渡金属机械混合均匀，放入合适的坩埚或者匣钵内，进行一次高温固相煅烧，得到一次烧结正极材料，机械粉碎过筛后密封好待用，正极材料的结构通式如下：
4、lix(ncm/nc/nca)ytm1-yo2，1.02≤x≤1.06，0.5≤y≤1.0；
5、(2)导电聚合物金属氧化物的制备：首先取导电聚合物，加入酸进行掺杂，然后加入金属氧化物和助溶剂，搅拌均匀后溶胶-凝胶处理，煅烧，粉碎过筛后得到金属氧化物掺杂的导电聚合物；
6、(3)导电聚合物金属氧化物上原位离子聚合物的制备：将lino3和水合.硝酸金属化合物倒入烧杯中，加入乙醇溶液，磁性搅拌使其变得透明物，然后将步骤(2)中的金属氧化物掺杂的导电聚合物、磷酸和透明物一同加入浴溶剂中，连续搅拌，直至溶剂转化为凝胶状态；然后在真空烘箱中干燥混合物，直到剩余乙醇被去除；将得到的块磨成细粉，烧结得到离子和电子双相连续的复合聚合物粉末；
7、(4)将步骤(1)中的正极材料和步骤(3)中的复合聚合物粉末机械混合均匀，在氧气氛围二烧，过筛后得到烧结后的样品；
8、所述步骤(2)中金属氧化物的金属元素和步骤(3)中水合.硝酸金属化合物的金属元素不同。
9、所述步骤(1)中的前驱体是ncm、nca和nc中的一种，锂盐是无水氢氧化锂或者水合氢氧化锂的一种，过渡金属为al，zr,ti，w，y，sb，zn，ca，mg和ce等中的一种或者多种。
10、所述步骤(2)中的导电聚合物为聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯和聚乙炔等衍生物中的一种或者多种；步骤(2)中的金属氧化物为tio2、sc2o3、la2o3、y2o3、lu2o3、geo2等中的一种。
11、所述步骤(2)中的助溶剂为甲苯、乙醇、丙酮或dmf有机溶剂中的一种；所述步骤(2)中的酸为盐酸、冰醋酸或樟脑磺酸中的一种。
12、所述步骤(3)中水合.硝酸金属化合物为sc(no3)3·xh2o、al(no3)3·xh2o、ti(no3)2·xh2o、la(no3)3·xh2o、y(no3)3·xh2o、lu(no3)3·xh2o或ge(no3)2·xh2o中的一种。
13、所述步骤(1)、(2)和(3)中的升温速率都为2℃/min，步骤(1)中一烧最大温度为800-900℃，先升温至550℃保持4-6h，然后在最高温度保持12-15h。
14、所述步骤(2)的锻烧温度为500℃，所述步骤(3)的烧结稳定为800℃。
15、所述步骤(4)的二烧温度为600℃。
16、扣电制作：将上述具有双相连续的离子/电子复合聚合物包覆的正极材料分别组装成扣式电池，以95:3:2的质量比将正极材料、粘结剂pvdf、炭黑导电剂混合均匀，制备得到电池正极浆料。将该浆料涂布在铝箔上，经过真空干燥箱80℃干燥2h后，辊压，压片成正极极片，以金属锂片为负极，在氩气气氛下的手套箱中进行扣式电池的组装。
17、本发明区别于背景技术在于，在常规的导电包覆层和离子包覆层的基础上，引入新的聚合方法，首先利用溶胶-凝胶的方法制备含有金属氧化物掺杂的导电聚合物，紧接着将lino3和水合.硝酸金属化合物溶解均匀，然后将金属掺杂后的导电聚合物、li-金属-硝酸混合物与磷酸、溶解剂混合均匀，通过水浴-凝胶-煅烧法，得到双相连续的离子/电子导电复合聚合物包覆层，本发明通过在导电聚合物上的掺杂金属进行原位快离子导体聚合物聚合，形成导电聚合物和离子聚合物双相连续相互交联的复合聚合物，有效地解决了离子/电子聚合物层的均匀性问题，最后利用此复合包覆层对正极材料进行包覆二烧，得到的产品具有优异的倍率性能和电性能，且未反应完全的导电聚合物金属化合物还可以对电池循环过程中产生的气体进行吸附和储存效果，有效地提高了电池的整体安全性问题。
1.一种离子导体和电子导体复合聚合物修饰的正极材料制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述一种离子导体和电子导体复合聚合物修饰的正极材料制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的前驱体是ncm、nca和nc中的一种，锂盐是无水氢氧化锂或者水合氢氧化锂的一种，过渡金属为al，zr,ti，w，y，sb，zn，ca，mg和ce等中的一种或者多种。
3.如权利要求1所述一种离子导体和电子导体复合聚合物修饰的正极材料制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的导电聚合物为聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯和聚乙炔等衍生物中的一种或者多种；步骤(2)中的金属氧化物为tio2、sc2o3、la2o3、y2o3、lu2o3、geo2等中的一种。
4.如权利要求1所述一种离子导体和电子导体复合聚合物修饰的正极材料制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的助溶剂为甲苯、乙醇、丙酮或dmf有机溶剂中的一种；所述步骤(2)中的酸为盐酸、冰醋酸或樟脑磺酸中的一种。
5.如权利要求1所述一种离子导体和电子导体复合聚合物修饰的正极材料制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中水合.硝酸金属化合物为sc(no3)3·xh2o、al(no3)3·xh2o、ti(no3)2·xh2o、la(no3)3·xh2o、y(no3)3·xh2o、lu(no3)3·xh2o或ge(no3)2·xh2o中的一种。
6.如权利要求1所述一种离子导体和电子导体复合聚合物修饰的正极材料制备方法，其特征在于：所述步骤(1)、(2)和(3)中的升温速率都为2℃/min，步骤(1)中一烧最大温度为800-900℃，先升温至550℃保持4-6h，然后在最高温度保持12-15h。
7.如权利要求1所述一种离子导体和电子导体复合聚合物修饰的正极材料制备方法，其特征在于：所述步骤(2)的锻烧温度为500℃，所述步骤(3)的烧结稳定为800℃。
8.如权利要求1所述一种离子导体和电子导体复合聚合物修饰的正极材料制备方法，其特征在于：所述步骤(4)的二烧温度为600℃。
