一种间隙位掺杂的高性能钾离子电池正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于钾离子电池技术领域，具体为一种间隙位点掺杂的高性能锰基层状钾离子电池正极材料及其制备方法。本发明专利技术的钾离子电池正极材料化学式为K<subgt;0.5</subgt;Mn<subgt;0.8</subgt;Co<subgt;0.2</subgt;B<subgt;x</subgt;O<subgt;2</subgt;,其中0.02≤x≤0.1。该正极材料采用固相合成法制备，本发明专利技术的正极材料在1.4‑4.0 V电位窗口的可逆质量比容量约为115‑130 mAh g<supgt;‑1</supgt;，且在恒电流充放电过程中表现出优异的循环稳定性和倍率性能。该层状正极材料比能量高，循环和倍率性能好，制备方法简单，是一种优良的钾离子电池正极材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钾离子电池，具体涉及一种钾离子电池正极材料及其制备方法。

技术介绍

1、锂离子电池凭借其高能量密度和长循环寿命已广泛应用于先进的储能系统，但由于锂资源短缺与分布不均的问题，开发新型可持续发展的替代技术至关重要。其中钾离子电池和钠离子电池凭借其价格优势和与锂电相似的工作原理吸引了广泛的研究兴趣。钾盐与钠盐成本接近，但钾离子具有更低的标准电位，能提供更高的能量密度，并且在电解质中有更高的离子导电率，能大大减小电解液中溶质的用量。因此，钾离子电池在未来大规模储能领域中有巨大的应用潜力。开发高性能的正极材料是钾离子电池发展和应用的关键。由于二维扩散途径能够为大半径的钾离子存储提供活性位点的同时有助于离子的迁移，层状正极材料在实现高效的钾存储方面有着独特的优势。但由于钾离子体积较大，在充放电过程中扩散动力学性能不佳并且钾离子的嵌入与脱嵌会对层状结构造成较大冲击。尤其是对于成本较低、理论容量较高的锰基层状正极材料来说，还会受到mn3+的jahn-teller效应带来的结构畸变的影响。充放电过程中该效应产生的强应力对晶体结构的不断冲击会造成不可逆的多相转变本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种间隙位点掺杂的高性能钾离子电池正极材料，其特征在于，是锰基层状金属氧化物，其化学式为K0.5Mn0.8Co0.2BxO2, 其中0 ≤ x ≤ 0.1；其中：

2.根据权利要求1所述的间隙位点掺杂的高性能钾离子电池正极材料，其特征在于，形态为固体粉末，其颗粒尺寸为1~5 μm。

3.如权利要求1所述的间隙位点掺杂的高性能钾离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，采用固相反应法，具体步骤如下：

【技术特征摘要】

1.一种间隙位点掺杂的高性能钾离子电池正极材料，其特征在于，是锰基层状金属氧化物，其化学式为k0.5mn0.8co0.2bxo2, 其中0 ≤ x ≤ 0.1；其中：

2.根据权利要求1所述的间隙位点掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永宁，许煊，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：