KLi制造技术

本发明专利技术提供了一种KLi

KLi

【技术实现步骤摘要】
KLi3Fe(C2O4)3的制备方法、电池正极活性材料、电池及用电设备
本专利技术涉及电池正极材料
，尤其是涉及KLi3Fe(C2O4)3的制备方法、电池正极活性材料、电池及用电设备。
技术介绍
二次电池也称为可充电电池，是一种可重复充放电、多次使用的电池。相比于不可重复使用的一次电池，二次电池具有使用成本低、对环境污染小的优点。目前主要的二次电池技术有铅酸电池、镍铬电池、镍氢电池和锂离子电池。其中尤其以锂离子电池应用最为广泛。锂离子电池具有能量密度高、能量效率高、循环寿命长、无记忆效应、快速充放电等优点，因而在消费电子产品和电动交通工具、电网调峰、储能电源、航空航天等领域有巨大市场需求。为应对锂离子电池目前面临的性能、成本及环境等方面的挑战，开发储量丰富、廉价易得、电化学性能优异的电极活性材料是目前主流的研发方向。虽然锂离子电池有着各种优势，应用范围广，但锂资源在地壳中储量有限，作为潜在取代锂离子电池的储能技术，钾离子电池在近几年日益受到关注。常见的钾离子电池是以普鲁士蓝及其类似物、磷酸铁盐、氟硫酸铁盐等为正极活性材料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种KLi

【技术特征摘要】
1.一种KLi3Fe(C2O4)3的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
使钾源、锂源、铁源和草酸源发生溶剂热反应，得到KLi3Fe(C2O4)3；
优选地，溶剂热反应的温度为150-250℃，优选为200℃；
优选地，溶剂热反应时间为4-96h，优选为48h；
优选地，钾源、锂源、铁源和草酸源的摩尔比为(1-2)：(1-4)：(1-2)：(2-5)，优选为(1-1.5)：(1.8-2.2)：(1-1.5)：(3-5)；
优选地，所述溶剂热反应的溶剂为水、醇类、酮类或吡啶类中的至少一种，优选为水；
优选地，钾源、锂源、铁源、草酸源和水的摩尔比为(1-2)：(1-4)：(1-2)：(2-5)：(10-500)，优选为(1-1.5)：(1.8-2.2)：(1-1.5)：(3-5)：(10-200)；
优选地，所述钾源选自KI、KCl、KF、K2SO4、KNO3、KBr、KNO3、KSCN、KOCN、K2WO4、K2IrCl6、K2MoO4、K2CrO4、K4FeC6N6、K3FeC6N6、K3PO4、K2S2O7、K2S2O5、KH3C4O8、K2Cr2O7、KHF2、K2PtCl6、K2SnO3、K4P2O7、K2HPO4、KH2PO4、K3PO4、K2OsO4、K2TeO3、KHCO3、KBH4、KBF4、KHSO4、KClO4、KIO3、KIO4、KBrO3、KHC2O4、KNO2、K2CO3、KHI2O6、K2S2O5、K4P2O7、KOH、K2SO3、K2B4O7、K2S2O8、甲酸钾、油酸钾、丙酸钾、甲醇钾、甲基丙二酸钾、乙酸钾、柠檬酸钾、柠檬酸二氢钾、酒石酸钾及上述物质的水合物中的至少一种，优选为K2CO3；
优选地，所述锂源选自Li2CO3、LiOH、LiBO2、Li2MoO4、Li2SO4、LiBF4、Li3PO4、Li2CuCl4、Li2B4O7、C2O4Li2、Li2CrO4、CF3SO3Li及上述物质的水合物中至少一种，优选为Li2CO3；
优选地，所述铁源选自单质Fe、Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)2、Fe(OH)3、FeF2、FeF3、FeCl2、FeCl3、FeBr2、FeBr3、(HCOO)2Fe、(HCOO)3Fe、(CH3COO)2Fe、Fe(NO3)2、Fe(NO3)3、FeSO4、Fe2(SO4)3、Fe(C5H7O2)3、FeC2O4、Fe2(C2O4)3Fe4[Fe(CN)6]3、K4Fe(CN)6、KFe2(CN)6、Na4Fe(CN)6及上述物质的水合物中的至少一种，优选为FeCl2·2H2O；
优选地，所述草酸源选自草酸、草酸钠、草酸氢钠、草酸钾、草酸氢钾、草酸铵和草酸氢铵中的至少一种，优选为草酸。


2.根据权利要求1所述制备方法得到的KLi3Fe(C2O4)3。


3.KLi3Fe(C2O4)3在电池正极活性材料中的应用。


4.一种电池正极活性材料，其特征在于，包括KLi3Fe(C2O4)3。


5.一种电池正极材料，其特征在于，包括权利要求4所述的电池正极活性材料；
优选地，所述电池正极材料包括KLi3Fe(C2O4)3、正极导电剂和正极粘结剂；
优选地，所述电池正极材料包括KLi3Fe(C2O4)360-90wt％、正极导电剂5-30wt％和正极粘结剂5-10wt％；
优选地，所述电池正极材料包括缺锂正极活性材料、KLi3Fe(C2O4)3、正极导电剂和正极粘结剂；
优选地，所述电池正极材料包括缺锂正极活性材料40-60wt％、KLi3Fe(C2O4)310-30wt％、正极导电剂5-30wt％和正极粘结剂5-10wt％；
优选地，所述缺锂正极活性材料选自FeSO4F和/或FePO4；
优选地，所述正极导电剂选自导电碳黑、导电碳球、导电石墨、碳纳米管、导电碳纤维、石墨烯和还原氧化石墨烯中的至少一种；
优选地，所述正极粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、丁苯橡胶和聚烯烃中的至少一种。


6.一种钾离子电池，其特征在于，包括权利要求4所述的电池正极活性材料或权利要求5所述的电池正极材料；
优选地，所述钾离子电池包括正极、负极、隔膜和电解液，所述正极包括正极材料和正极集流体，其中，所述正极材料为权利要求5所述的电池正极材料；
优选地，所述正极集流体选自铝、铜、铁、锡、锌、镍、钛、锰、铅、锑、镉、金、铋，锗中的一种或上述至少两种金属的合金或上述至少两种金属的复合材料，优选为铝；
优选地，所述负极包括负极材料和负极集流体，所述负极材料包括负极活性材料、负极导电剂和负极粘结剂；
优选地，所述负极材料包括负极活性材料60-90wt％，负极导电剂5-30wt％和负极粘结剂5-10wt％；
优选地，所述负极活性材料选自碳材料、金属单质、金属合金、硫化物、氮化物、氧化物或碳化物等材料的至少一种；
优选地，所述负极导电剂选自导电碳黑、导电碳球、导电石墨、碳纳米管、导电碳纤维、石墨烯或还原氧化石墨烯中的至少一种；
优选地，所述负极粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、丁苯橡胶和聚烯烃中的至少一种；
优选地，所述负极集流体选自铝、铜、铁、锡、锌、镍、钛、锰、铅、锑、镉、金、铋，锗中的一种或上述至少两种金属的合金或上述至少两种金属的复合材料，优选为铝；
优选地，所述隔膜选自多孔聚丙烯薄膜、多孔聚乙烯薄膜、多孔复合聚合物薄膜、玻璃纤维纸或多孔陶瓷隔膜中的至少一种；
优选地，所述电解液包括电解质和电解液溶剂，所述电解质为钾盐，所述电解液溶剂为有机溶剂；
优选地，所述电解液中，钾盐的浓度为0.1-10mol/L；
优选地，所述钾盐选自六氟磷酸钾、氯化钾、氟化钾、硫酸钾、碳酸钾、磷酸钾、硝酸钾、二氟草酸硼酸钾、焦磷酸钾、十二烷基苯磺酸钾、十二烷基硫酸钾、柠檬酸三钾、偏硼酸钾、硼酸钾、钼酸钾、钨酸钾、溴化钾、亚硝酸钾、碘酸钾、碘化钾、硅酸钾、木质素磺酸钾、草酸钾、铝酸钾、甲基磺酸钾、醋酸钾、重铬酸钾、六氟砷酸钾、四氟硼酸钾、高氯酸钾、三氟甲烷磺酰亚胺钾、KCF3SO3、KN(SO2CF3)2中的至少一种，优选为六氟磷酸钾；
优选地，所述有机溶剂选自酯类溶剂、砜类溶剂、醚类溶剂、腈类溶剂或离子液体中的至少一种；
优选地，所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、N,N-二甲基乙酰胺、氟代碳酸乙烯酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙酸乙酯、γ-丁内酯、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧环戊烷、4-甲基-1,3-二氧环戊烷、二甲氧甲烷、1,2-二甲氧丙烷、三乙二醇二甲醚、二甲基砜、二甲醚、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯脂、亚硫酸二甲脂、亚硫酸二乙脂、冠醚、1-乙基-3-甲基咪唑-六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑-四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑-双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-丙基-3-甲基咪唑-六氟磷酸盐、1-丙基-3-甲基咪唑-四氟硼酸盐、1-丙基-3-甲基咪唑-双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-丁基-1-甲基咪唑-六氟磷酸盐、1-丁基-1-甲基咪唑-四氟硼酸盐、1-丁基-1-甲基咪唑-双三氟甲基磺酰亚胺盐、N-丁基-N-甲基吡咯烷-双三氟甲基磺酰亚胺盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷-双三氟甲基磺酰亚胺盐、N-甲基-N-丙基吡咯烷-双三氟甲基磺酰亚胺盐、N-甲,丙基哌啶-...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永炳，何海燕，姚文娇，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44