本发明属于电池，具体而言，涉及一种锂离子电池正极活性材料及其制备方法。
背景技术：
1、随着人们对能源需求的日益增长以及社会和经济可持续发展的不断提高，具有高性能低成本的绿色能源引起了人们原来越多的关注。1977年macdiarmid、heeger和shirakawa首次合成了导电高聚物，由于导电高聚物可发生可逆的氧化还原反应，因此可以作为电池活性物质使用制成聚合物电池。聚合物电池由于具有可充电、寿命长以及无毒环保等优点而得到了迅速发展。特别是用聚苯胺作为二次电池的正极活性材料，因其具有材料易得、价格便宜、能在水溶液中聚合、稳定性好、重量轻、放电小、耐存贮、循环次数高等优点，从而成为近年来聚合物电池研究的热点。尽管硬碳材料具有诸多优点，但其比容量低的问题限制了在电池中的应用。
2、因此，目前的正极活性材料仍有待改进。
技术实现思路
1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种锂离子电池正极活性材料及其制备方法，采用本申请提供的方法制备得到的正极活性材料具有较高的比容量。
2、在本发明的第一个方面，本发明提出了一种制备锂离子电池正极活性材料的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：将聚苯胺、氧化剂和水混合，调节ph值至酸性，进行氧化反应，得到氧化聚苯胺；将所述氧化聚苯胺和碱性溶液混合反应，得到本征态的氧化聚苯胺；将所述本征态的氧化聚苯胺作为正极活性材料制备成正电极；以含有锂离子的溶液为电解液，与所述正电极组装成电化学电池，进行电化学还原，使得锂离子掺杂到所述本征态的氧化聚苯胺中，得到正极活性材料。
3、根据本发明上述实施例的制备方法，将聚苯胺、氧化剂和水混合，调节ph值至酸性，进行氧化反应，在酸性条件下，氧化剂能够将亚胺基团氧化成结构，得到结构的氧化聚苯胺。再将氧化聚苯胺和碱性溶液混合反应，碱处理能够将转化为结构，得到含有结构的本征态氧化聚苯胺。最后将所述本征态氧化聚苯胺作为正极活性材料制备成正电极，与含有锂离子的电解液组装成电化学电池，进行电化学还原，在电化学还原的过程中，聚苯胺分子链上的结构中的氮原子具有孤对电子，能够与锂离子形成配位键得到的结构，然后经过还原反应聚苯胺分子中的结构变为的结构，实现了锂离子的嵌入，嵌入的锂离子与聚苯胺之间的相互作用能够形成稳定的电荷存储位点，可以存储更多的电荷，从而提高了正极活性材料的比容量。由此，该正极活性材料表现出较高的比容量。
4、另外，根据本发明上述实施例的方法还可以具有如下附加技术特征：
5、在本发明的一些实施例中，所述聚苯胺与所述氧化剂的摩尔比为1:(2-5)。由此，有利于得到具有较高比容量的正极活性材料。
6、在本发明的一些实施例中，所述氧化剂包括双氧水和高锰酸钾中的至少一种。由此，有利于得到具有较高比容量的正极活性材料。
7、在本发明的一些实施例中，所述ph值为0-2。由此，有利于得到具有较高比容量的正极活性材料。
8、在本发明的一些实施例中，所述氧化的温度为25℃-60℃。由此，使得氧化剂与聚苯胺分子链上的苯环和氮原子之间的碰撞更加频繁和剧烈，从而更容易引发氧化反应，有利于得到具有较高比容量的正极活性材料。
9、在本发明的一些实施例中，所述氧化的时间为12h-48h。由此，能够提高聚苯胺的氧化程度，有利于得到具有较高比容量的正极活性材料。
10、在本发明的一些实施例中，所述电化学还原包括恒电压还原。由此，可以持续电化学还原反应稳定地进行，使得更多的锂离子能够嵌入到聚苯胺中，从而提高聚苯胺的锂化程度，能够得到完全或高度锂化的聚苯胺，提高了聚苯胺的比容量。
11、在本发明的一些实施例中，所述恒电压为0.2v-0.8v。由此，能够得到锂化的聚苯胺，有利于提高正极活性材料的比容量。
12、在本发明的一些实施例中，所述恒电压还原结束时候的比电流小于5ma/g。由此，能够得到锂化的聚苯胺，有利于提高正极活性材料的比容量。
13、在本发明的一些实施例中，所述电解液中，提供所述锂离子的物质的摩尔浓度不低于1mol/l。由此，可以为后续的电化学还原过程中提供锂离子源，能够得到锂化的聚苯胺，有利于提高正极活性材料的比容量。
14、在本发明的一些实施例中，提供所述锂离子的物质包括氯化锂、硫酸锂、三氟甲基磺酸锂、溴化锂和氢氧化锂的至少一种。
15、在本发明的一些实施例中，所述电解液中，还包括锌离子。由此，锌盐的加入能够调节电解液的电导率，加速电池内部电子和离子的流动，使得锂离子更容易从电解液中迁移到正极(聚苯胺电极)上，进而嵌入到聚苯胺的分子链中，形成锂化的聚苯胺，能够提高正极活性材料的比容量。
16、在本发明的一些实施例中，提供所述锌离子的物质的摩尔浓度为不大于0.5mol/l。由此，可以提高锂离子的嵌入效率，能够得到锂化的聚苯胺，有利于提高正极活性材料的比容量。
17、在本发明的一些实施例中，提供所述锌离子的物质包括氧化锌、溴化锌、三氟甲基磺酸锌、硫酸锌和氯化锌中的至少一种。
18、在本发明的第二个方面，本发明提出了一种正极活性材料，所述正极活性材料采用上述的所述方法制备得到的。由此，该正极活性材料具有较高的比容量
19、在本发明的一些实施例中，所述正极活性材料中，具有n-li结构的氮原子数占总氮原子数的百分比为70％-100％。由此，提高了正极活性材料比容量。
20、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
1.一种锂离子电池正极活性材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚苯胺与所述氧化剂的摩尔比为1:(2-5)；和/或，
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述ph值为0-2。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化的温度为25℃-60℃；和/或，
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电化学还原包括恒电压还原。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述恒电压为0.2v-0.8v；和/或，
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电解液中，提供所述锂离子的物质的摩尔浓度不低于1mol/l；和/或，
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电解液中，还包括锌离子；和/或，
9.一种锂离子电池正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料采用权利要求1-8所述的制备方法制备得到的。
10.根据权利要求9所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料中，具有n-li结构的氮原子数占总氮原子数的百分比为70％-100％。
