一种高价态过渡金属离子置换组合策略制备阳离子无序岩盐结构正极材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种高价态过渡金属离子置换组合策略制备阳离子无序岩盐结构正极材料的方法，是采用固相球磨法将锂盐与高价态过渡金属元素M(Ti、V2、Nb、Mo和Zr中的至少一种)的氧化物、M'(Fe、Ni和Mn中的至少一种)的氧化物、氟盐混合后，再经高温处理，从而获得。本发明专利技术所制备的正极材料具有较高的充放电比容量和循环稳定性，并且本发明专利技术的制备方法工艺简单、易于实施，有利于推广应用。

Preparation of positive electrode materials with disordered rock salt structure by a high valence transition metal ion replacement combination strategy

【技术实现步骤摘要】
一种高价态过渡金属离子置换组合策略制备阳离子无序岩盐结构正极材料的方法
本专利技术涉及新能源材料领域，尤其涉及锂离子电池阳离子无序岩盐结构正极材料的制备方法。
技术介绍
随着科学技术的日新月异，人类的生活水平不断提高，便捷化、小型化电子设备逐步走进人们的日常生活，并对其所装载的移动电源的能量密度、循环寿命以及安全性能等提出了更高的要求。因此，开发高电压、高比容量新型正极材料是进一步提高锂离子电池能量密度的关键。目前，应用较为广泛的锂离子电池正极材料往往都是具有序紧密堆积排列的氧化物，如典型的尖晶石结构和层状结构的锂离子过渡金属氧化物，研究者们普遍认为正极材料的有序结构是获得高比容量和循环稳定性能的必要条件。然而，近年来阳离子无序岩盐结构正极材料的高比容量和高循环稳定性打破了这一定论，引发了广泛的关注并成为研究热点。在阳离子无序岩盐结构锂离子电池正极材料中，锂离子和过渡金属阳离子各自占据着八面体中的立方晶格，锂离子的扩散通过八面体位之间的跃迁完成，中间需通过一个四面体位。当所合成的材料中Li与过渡金属的比值超过一定值时(Li/(M+M')≥1.2)时，材料结构中会形成特殊的0-TM(无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高价态过渡金属离子置换组合策略制备阳离子无序岩盐结构正极材料的方法，其特征在于：将锂盐与高价态过渡金属元素M的氧化物、M'的氧化物、氟盐按照Li：M：M'：F＝1.26‑1.32：x：y：z的摩尔比进行固相球磨混合，获得均匀混合的金属盐前驱体；将所述金属盐前驱体置于管式炉中，在惰性气氛下以2‑6℃/min的升温速率升温至850‑1100℃，保温处理6‑24小时，然后自然冷却至室温，即得到所述阳离子无序岩盐结构正极材料。

【技术特征摘要】
1.一种高价态过渡金属离子置换组合策略制备阳离子无序岩盐结构正极材料的方法，其特征在于：将锂盐与高价态过渡金属元素M的氧化物、M'的氧化物、氟盐按照Li：M：M'：F＝1.26-1.32：x：y：z的摩尔比进行固相球磨混合，获得均匀混合的金属盐前驱体；将所述金属盐前驱体置于管式炉中，在惰性气氛下以2-6℃/min的升温速率升温至850-1100℃，保温处理6-24小时，然后自然冷却至室温，即得到所述阳离子无序岩盐结构正极材料。2.根据权利要求1所述的制备阳离子无序岩盐结构正极材料的方法，其特征在于：所制备的阳离子无序岩盐结构正极材料属于立方晶系，其中Li、M与M'随机占据4b位置，O占据4a位置。3.根据权利要求1所述的制备阳离子无序岩盐结构正极材料的方法，其特征在于：所述锂盐为Li2O、Li2CO3和LiOH中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备阳离子无序岩盐结构正极材料的方法，其特征在于：所述高价态过渡金属元素M的氧化物为T...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫新，唐伟建，杨则恒，陈章贤，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34