【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硫化物全固态锂金属电池制造领域，具体涉及用于硫化物全固态锂电池的rgo-fef3复合材料。
技术介绍
1、可充电锂离子电池作为非常有前景的储能设备已广泛应用于电网储能和电动汽车行业。然而，基于插层反应正极材料的商用锂离子电池已经接近其理论能量密度极限，进一步改进可能会危及电池安全。此外，基于钴或镍元素的商用正极价格昂贵且有毒，这会导致严重的污染和资源损耗。因此，为下一代可充电锂离子电池开发低成本和高能量密度的正极是紧迫而重要的。
2、转换型正极(如硫单质、硫化物、氧化物和过渡金属卤化物等)凭借超高的理论比容量，被认为是最有希望替换当前商用正极的下一代正极材料。在过渡金属氟化物中，低成本的fef3具有712mah/g的高理论比容量(通过三电子转换反应)大约2.74v的高平均电位，提供1947wh/kg的理论能量密度。然而，fef3正极在商业化应用进程仍面临许多障碍。其中，fef3本身导电性差，从而影响其电化学性能；其次是在嵌li+过程中，fef3极易发生体积变化，体积膨胀会引发电极结构坍塌而导致较差的循环稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的问题，公开了用于硫化物全固态锂电池的rgo-fef3复合材料，通过引入rgo大幅度提升fef3的电子电导率，质地较软的rgo片可以抑制fef3在相变过程的体积变化，使得rgo-fef3复合材料在循环过程可以保持优异的导电子通路。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、用于硫
4、本专利技术的上述设计，rgo的存在可以作为fef3颗粒生长的模板，有效防止fef3颗粒的聚集，并且质地很软的rgo可以适应fef3相变导致的体积变化，以保证fef3与rgo紧密接触；而使用的硫化物电解质(li6ps5cl)具有高室温离子电导率(3.5mscm-1)和质地较软特性，使的硫化物电解质能进一步紧密的与rgo-fef3复合材料接触，从而可以在电池内部形成优异的离子/电子导电网络，从而有利于提高硫化物固态电池的电化学性能。
5、作为进一步方案，所述六方柱形貌的fef3的直径为1-4μm。
6、作为进一步方案，所述rgo-fef3复合材料为介孔结构。
7、作为进一步方案，所述rgo-fef3复合材料在以衍射角2θ表示的x射线粉末衍射图谱中，具有23.7°，33.3°，48.5°，54.3°的特征衍射峰。
8、作为进一步方案，所述rgo-fef3复合材料的拉曼光谱图中，具有1358cm-1和1590cm-1的特征衍射峰。
9、作为进一步方案，所述rgo-fef3复合材料中rgo在rgo-fef3复合材料中的质量比例范围在(1-10)wt.％。
10、作为进一步方案，所述rgo-fef3复合材料中rgo在rgo-fef3复合材料中的质量比例范围在(5±0.3)wt.％。
11、作为进一步方案，所述rgo-fef3复合材料，go为氧化石墨烯；作为更进一步的方案，所述rgo为氧化石墨烯被还原后的还原氧化石墨烯。
12、作为进一步方案，所述rgo-fef3复合材料，fe源为fe(no3)3·9h2o，f源为hf溶液；作为进一步方案，所述fe(no3)3·9h2o的质量与40wt.％的hf溶液的质量比为1.616g:5.6g，其中，所述hf溶液中hf的质量占比为40％。
13、本专利技术还提供了一种包含上述rgo-fef3复合材料的复合正极。
14、作为进一步方案，所述复合正极还包括硫化物电解质和导电剂。
15、作为更进一步方案，所述硫化物电解质为li6ps5cl，所述导电剂为superp。
16、作为再进一步方案，所述rgo-fef3:li6ps5cl:superp的质量比为35:50:15。
17、本专利技术还提供了一种包含上述复合正极的硫化物全固态电池。
18、作为进一步方案，所述硫化物全固态电池，还包括li6ps5cl固态电解质和li-in合金负极。
19、本专利技术的特点和有益效果为：将rgo-fef3复合材料用于正极并搭配硫化物电解质(li6ps5cl)构造的全固态锂电池可提高硫化物全固态电池的安全性、高可逆容量和长循环寿命等电化学性能。
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1.用于硫化物全固态锂电池的rGO-FeF3复合材料，其特征在于，所述rGO-FeF3复合材料为具有六方柱形貌的FeF3均匀地附着在rGO表面。
2.根据权利要求1所述的用于硫化物全固态锂电池的rGO-FeF3复合材料，其特征在于，所述六方柱形貌的FeF3的直径为1-4μm。
3.根据权利要求1所述的用于硫化物全固态锂电池的rGO-FeF3复合材料，其特征在于，所述rGO-FeF3复合材料为介孔结构。
4.根据权利要求1所述的用于硫化物全固态锂电池的rGO-FeF3复合材料，其特征在于，所述rGO-FeF3复合材料在以衍射角2θ表示的X射线粉末衍射图谱中，具有23.7°、33.3°、48.5°、54.3°的特征衍射峰；
5.根据权利要求1所述的用于硫化物全固态锂电池的rGO-FeF3复合材料，其特征在于，所述rGO-FeF3复合材料中rGO在rGO-FeF3复合材料中的质量比例范围在(1-10)wt.％；进一步优选，所述rGO-FeF3复合材料中rGO在rGO-FeF3复合材料中的质量比例范围在(5±0.3)wt.％。
7.一种包含权利要求1-权利要求6任一项所述的rGO-FeF3复合材料的复合正极。
8.根据权利要求7所述的复合正极，其特征在于，所述复合正极还包括硫化物电解质和导电剂；
9.一种包含权利要求7-权利要求8任一项所述的复合正极的硫化物全固态电池。
10.根据权利要求9所述的硫化物全固态电池，其特征在于，所述硫化物全固态电池还包括Li6PS5Cl固态电解质和Li-In合金负极。
...【技术特征摘要】
1.用于硫化物全固态锂电池的rgo-fef3复合材料，其特征在于，所述rgo-fef3复合材料为具有六方柱形貌的fef3均匀地附着在rgo表面。
2.根据权利要求1所述的用于硫化物全固态锂电池的rgo-fef3复合材料，其特征在于，所述六方柱形貌的fef3的直径为1-4μm。
3.根据权利要求1所述的用于硫化物全固态锂电池的rgo-fef3复合材料，其特征在于，所述rgo-fef3复合材料为介孔结构。
4.根据权利要求1所述的用于硫化物全固态锂电池的rgo-fef3复合材料，其特征在于，所述rgo-fef3复合材料在以衍射角2θ表示的x射线粉末衍射图谱中，具有23.7°、33.3°、48.5°、54.3°的特征衍射峰；
5.根据权利要求1所述的用于硫化物全固态锂电池的rgo-fef3复合材料，其特征在于，所述rgo-fef3复合材料中rgo在rgo-...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴凡，王雪，李泓，
申请(专利权)人：天目湖先进储能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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