一种高比能锂原电池正极复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于锂原电池正极复合材料及其制备方法。针对锂原电池存在能量密度和高倍率性能不能兼具、高倍率工况使用时产热严重的问题，本发明专利技术设计并研制非含锂正极材料的多层复合结构，结构中活性物质的多电子转移反应实现锂原电池的高比能量，同时利用电极活性物质协调接续放电策略，拟补复合正极自身放电的弱点，提升放电倍率性能，实现协同增效机制的放电。本发明专利技术专利中锂原电池正极复合材料是由氟化物与氧族元素材料单质或化合物经过喷雾热处理制备而成，氟化物是由氟化碳包覆的氟化金属形成的多孔中空球形颗粒组成。本发明专利技术制备的复合正极材料，显著提升了锂原电池的放电比能量和比功率，制备的锂原电池20小时率放电比能量大于800Wh/kg。比能量大于800Wh/kg。比能量大于800Wh/kg。

【技术实现步骤摘要】
一种高比能锂原电池正极复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂电池领域，具体是涉及一种用于锂原电池正极复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统锂离子二次电池的反应机理是锂离子的脱嵌和嵌入反应，正极活性材料的金属氧化价态没有得到充分利用而导致克容量较低，所以该电池体系的能量密度偏低。采用多变价元素构建多电子反应体系以获得更高的能量密度，是提高锂电池能量密度的一种可行途径。而锂原电池以金属锂为负极，非含锂材料为正极，大部分材料的反应机理是不同于锂离子电池插层反应的相转化反应机理，在反应时存在多电子转移过程，所以该电池类型具有较高的能量密度。其在军事、民用领域都发挥重要的不可替代的作用。
[0003]锂原电池种类主要有锂
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二氧化锰电池、锂
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亚硫酰氯电池、锂
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二氧化硫电池、锂
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氟化碳电池。其中锂
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氟化碳电池理论质量比能量接近2200Wh/kg，实际质量能量密度可达到800
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900Wh/kg，且具有较好的搁置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高比能锂原电池正极复合材料，其特征在于：所述的锂原电池正极复合材料是由氟化物包覆氧族元素单质或化合物复合而成，所述氟化物是由表面包覆有氟化碳的氟化金属构成，所述氟化物的结构为多孔中空球形颗粒；所述锂原电池正极复合材料中，氟化金属质量占比为10％
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20％，氟化碳质量占比为10％
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20％，氧族元素单质或化合物质量占比为60％
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80％。2.一种权利要求1所述的高比能锂原电池正极复合材料的制备方法，具体步骤如下：(1)将金属醇盐溶解在醇类溶剂中制备均一的金属醇盐溶液；(2)以含氟气源为载气，用喷雾热解的方法将步骤(1)制备的金属醇盐溶液进行热解处理，用以制备多孔中空球形颗粒的氟化物；(3)通过低温焙烧的方法将步骤(2)中得到的氟化物与氧族元素材料单质或化合物进行复合，得到一种高比能锂原电池正极复合材料。3.根据权利要求2所述的高比能锂原电池正极复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的金属醇盐溶液浓度为0.1moL/L
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10moL/L。4.根据权利要求2所述的高比能锂原电池正极复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的金属醇盐为稀土金属镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇，过渡金属铁、铜、钴、镍、锌、锰、铬、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑，徐磊，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：