一种热电池用固溶体型FexCo1-xS2正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种热电池用固溶体型FexCo1‑xS2正极材料及其制备方法，通过Raney法精确控制Fe‑Co合金骨架的组分含量，再通过高温固相硫化法合成FexCo1‑xS2固溶体。本发明专利技术提供的制备方法可简单的通过改变投料比例，即可实现目标产物中原子比例的精确调控，针对热电池电性能要求，定制化的提供性能导向性正极材料。采用本发明专利技术提供的制备方法，所获得的固溶体型FexCo1‑xS2正极材料具有活性组分含量可控、电极电位高、电压平台稳定、极化内阻小、热稳定性高的特点，其热分解温度不低于570℃，实际放电比容量不低于1300As/g。

Solid solution type FexCo1-xS2 cathode material for thermal battery and preparation method thereof

The aim of the present invention is to provide a solid solution type FexCo1_xS2 cathode material for thermal batteries and a preparation method thereof. The composition content of Fe_Co alloy skeleton can be accurately controlled by Raney method, and then the FexCo1_xS2 solid solution can be synthesized by high temperature solid-phase vulcanization method. The preparation method provided by the invention can simply adjust the atom proportion of the target product by changing the feed ratio, and can customize the performance-oriented cathode material according to the electric performance requirements of the thermal battery. By adopting the preparation method provided by the invention, the obtained solid solution type FexCo1_xS2 cathode material has the characteristics of controllable active component content, high electrode potential, stable voltage platform, low polarization internal resistance and high thermal stability, and its thermal decomposition temperature is not lower than 570', and the actual discharge specific capacity is not lower than 1300As/g.

【技术实现步骤摘要】
一种热电池用固溶体型FexCo1-xS2正极材料及其制备方法
本专利技术属于材料化学领域，具体涉及一种热电池用固溶体型FexCo1-xS2正极材料及其制备方法。
技术介绍
MS2(M＝Fe,Co)是目前锂系热电池应用最广的正极材料，其中，FeS2对Li负极的电极电位为2.2V(比CoS2高0.1V左右)，理论容量为1206As/g，略高于CoS2的1045As/g，十分有利于提高热电池的输出电压和电池质量比能量。但是，由于FeS2的热稳定性较差，在热电池放电后期的分解加快，电池的自放电率增加，从而导致容量损耗加剧、有效电压平台内的工作时间缩短。与FeS2相比，CoS2具有更低的电阻率(0.002Ω·cm)和更高的分解温度(650℃)，在电解质中溶解度小、利用度高，在降低热电池内阻、提高热电池输出倍率方面具有明显优势。综上所述，FeS2和CoS2性能上具有互补的特征，将二者复合作为多元正极使用，则能够取长补短，有利于构建大容量低极化电化学体系，进一步提高热电池性能。传统生产应用中，复合正极的制备大多采用简单混粉的方式(如专利号：201510527112.7，一种热电池用复合正极材料及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电池用固溶体型FexCo1‑xS2正极材料，其特征在于，由FeS2和CoS2组成，所述FeS2的质量占正极材料总质量的26～62％，CoS2的质量占正极材料总质量的28～64％。

【技术特征摘要】
1.一种热电池用固溶体型FexCo1-xS2正极材料，其特征在于，由FeS2和CoS2组成，所述FeS2的质量占正极材料总质量的26～62％，CoS2的质量占正极材料总质量的28～64％。2.一种热电池用固溶体型FexCo1-xS2正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、按照Fe-Co-Al三元合金中，质量占比为40％的量称取Al粉，质量占比为18％～42％的量称取Fe粉，质量占比为42％～18％的量称取Co粉，将三种金属粉末混合均匀并干燥；步骤2、将混合金属粉末，在保护气氛下，加热至合金液体，冷却粉碎并筛取100目～200目的Fe-Co-Al合金粉末；步骤3、将质量浓度为20％的NaOH水溶液加热至85℃-95℃，向NaOH溶液中缓慢加入Fe-Co-Al合金粉末，搅拌至Al被充分溶解后，得到黑色前驱物RQFe-Co；步骤4、将前驱物RQFe-Co洗涤至滤出液pH值呈中性，将湿润的前驱物RQFe-Co置于容器中，加入蒸馏水保存；步骤5、向保存于蒸馏水中的前驱物RQFe-Co加入硫粉，进行真空加热反应，冷却后，将获得的产物粉碎后即获得热电池用固溶体型FexCo1-xS2正极材料。3.根据权利要求2中所述的一种热电池用固溶体型FexCo1-xS2正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，采用球磨机、三维混粉机、V型混粉机或粉末过筛机混合三种金属粉末。4.根据权利要求2中所述的一种热电池用固溶体型FexCo1-xS2正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，保护气体为氦气、氩气、氖气或氮气中任意一种或至少两种的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩婷婷，程锦，胡华荣，叶丹宏，罗重霄，姜义田，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31