一种全固态锂/钠电池复合正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种全固态锂/钠电池复合正极材料及其制备方法，属于全固态电池技术领域。本发明专利技术的全固态锂/钠电池复合正极材料由高结晶度或低结晶度的MA

【技术实现步骤摘要】
一种全固态锂/钠电池复合正极材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及全固态电池
，尤其涉及一种全固态锂/钠电池复合正极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]安全、高能量密度的电池是实现双碳目标的关键。富含卤素但无锂/钠的固态化合物正极有可能为电池提供较高的比容量，并且其柔软、不易破裂的特性有助于实现较高的循环稳定性。但是，此类正极材料易溶于目前商业化锂离子电池的电解液，因此在过去的几十年中未得到深入研究。对使用固态电解质的全固态电池而言，活性物质溶解这一问题并不存在。因此，在全固态电池技术逐渐成熟并走向商业化的今天，开发具有高能量密度的无锂/钠复合正极材料能够充分发挥全固态电池的优势，具有重要的技术意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种全固态锂/钠电池复合正极材料及其制备方法，以解决现有技术中无锂/钠复合正极材料能量密度低的问题。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种全固态锂/钠电池复合正极材料，全固态锂/钠电池复合正极材料由高结晶度或低结晶度的MA
x
、固态电解质和电子导电剂制得，其中高结晶度MA
x
的结晶度为80～100％，低结晶度MA
x
的结晶度为0～30％，MA
x
中的M为过渡金属离子，A为
‑
1价阴离子或
‑
2价阴离子，0.5≤x≤6。
[0006]作为优选，所述过渡金属离子为Ag
+
、W
6+
、Nb
5+
、Mo
5+
、V
3+
、V
5+
、Cr
3+
、Fe
3+
、Cu
2+
、Ti
3+
、Ta
5+
、Mn
3+
、Mn
5+
、Co
2+
和Ni
3+
中的一种或几种；所述
‑
1价阴离子或
‑
2价阴离子为F
‑
、Cl
‑
、O2‑
和S2‑
中的一种或几种；所述固态电解质包含Li3Zr
0.75
OCl4、Li
1.75
ZrO
0.5
Cl
4.75
或Li3InCl6；所述电子导电剂为多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、炭黑和石墨烯中的一种或几种。
[0007]作为优选，所述高结晶度或低结晶度的MA
x
、固态电解质和电子导电剂的质量比为9
‑
y：y：1，其中1≤y≤6。
[0008]作为优选，所述低结晶度的MA
x
的制备方法为：在保护气氛下，将高结晶度的MA
x
进行球磨处理即可。
[0009]作为优选，所述保护气氛为氩气气氛或干空气气氛。
[0010]作为优选，所述球磨处理的转速为300～700rpm，球料比为5：1～100：1，时间为1～100h。
[0011]本专利技术提供了一种全固态锂/钠电池复合正极材料的制备方法，包括如下步骤：在保护气氛下，将高结晶度或低结晶度的MA
x
、固态电解质和电子导电剂混合后进行研磨或球磨处理即可。
[0012]作为优选，所述研磨的时间为0.1～10h；所述球磨处理的转速为100～250rpm，球料比为5：1～100：1，时间为1～100h。
[0013]本专利技术的有益效果：
[0014]与现有技术相比，本专利技术提供了一种全固态锂/钠电池复合正极材料，由高结晶度或低结晶度的MA
x
、固态电解质和电子导电剂制得，其中MA
x
中的M为过渡金属离子，A为
‑
1价阴离子或
‑
2价阴离子，0.5≤x≤6。使用本专利技术提供的全固态锂/钠电池复合正极材料制得的全固态电池具有较高的电压及容量。
附图说明
[0015]图1为实施例1制备的全固态锂电池的充放电曲线图；
[0016]图2为实施例2制备的全固态锂电池的充放电曲线图；
[0017]图3为实施例3制备的全固态锂电池的充放电曲线图；
[0018]图4为实施例3制备的全固态锂电池的容量
‑
循环圈数图；
[0019]图5为实施例4制备的全固态锂电池的充放电曲线图；
[0020]图6为实施例4制备的全固态锂电池的容量
‑
循环圈数图；
[0021]图7为实施例5制备的全固态锂电池的充放电曲线图；
[0022]图8为实施例5制备的全固态锂电池的容量
‑
循环圈数图；
[0023]图9为实施例6制备的全固态锂电池的充放电曲线图；
[0024]图10为实施例6制备的全固态锂电池的容量
‑
循环圈数图；
[0025]图11为实施例7制备的全固态锂电池的充放电曲线图；
[0026]图12为实施例7制备的全固态锂电池的容量
‑
循环圈数图；
[0027]图13为实施例8制备的全固态锂电池的充放电曲线图；
[0028]图14为实施例8制备的全固态锂电池的容量
‑
循环圈数图；
[0029]图15为实施例9制备的全固态锂电池的充放电曲线图；
[0030]图16为实施例10制备的全固态锂电池的充放电曲线图。
具体实施方式
[0031]本专利技术提供了一种全固态锂/钠电池复合正极材料，全固态锂/钠电池复合正极材料由高结晶度或低结晶度的MA
x
、固态电解质和电子导电剂制得，其中高结晶度MA
x
的结晶度为80～100％，低结晶度MA
x
的结晶度为0～30％，MA
x
中的M为过渡金属离子，A为
‑
1价阴离子或
‑
2价阴离子，0.5≤x≤6。
[0032]在本专利技术中，高结晶度MA
x
的结晶度优选为85～100％，进一步优选为90～100％，低结晶度MA
x
的结晶度优选为5～25％，进一步优选为10～20％。
[0033]在本专利技术中，所述MA
x
中的M为过渡金属离子，A为
‑
1价阴离子或
‑
2价阴离子，0.5≤x≤6，x优选为1、2、2.5、3、5或6，进一步优选为2.5、3、5或6。
[0034]在本专利技术中，所述过渡金属离子为Ag
+
、W
6+
、Nb
5+
、Mo
5+
、V
3+
、V
5+
、Cr
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全固态锂/钠电池复合正极材料，其特征在于，全固态锂/钠电池复合正极材料由高结晶度或低结晶度的MA
x
、固态电解质和电子导电剂制得，其中高结晶度MA
x
的结晶度为80～100％，低结晶度MA
x
的结晶度为0～30％，MA
x
中的M为过渡金属离子，A为
‑
1价阴离子或
‑
2价阴离子，0.5≤x≤6。2.根据权利要求1所述的全固态锂/钠电池复合正极材料，其特征在于，所述过渡金属离子为Ag
+
、W
6+
、Nb
5+
、Mo
5+
、V
3+
、V
5+
、Cr
3+
、Fe
3+
、Cu
2+
、Ti
3+
、Ta
5+
、Mn
3+
、Mn
5+
、Co
2+
和Ni
3+
中的一种或几种；所述
‑
1价阴离子或
‑
2价阴离子为F
‑
、Cl
‑
、O2‑
和S2‑
中的一种或几种；所述固态电解质包含Li...

【专利技术属性】
技术研发人员：马骋，王金柱，陈放，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：