一种铜掺杂的二元锰基层状氧化物正极材料的制备方法、正极材料及应用技术

本发明专利技术提供了一种铜掺杂的二元锰基层状氧化物正极材料的制备方法、正极材料及应用。使用铜盐作为掺杂剂，采用溶胶凝胶法将铜元素掺杂进锰基氧化物中得到前驱体溶液，随后经过高温热处理得到铜掺杂的二元锰基层状氧化物的正极材料。制备过程如下：(1)在去离子水中添加各种钾盐、锰盐、铜盐、粘结剂，酸搅拌至完全溶解得到前驱体。(2)将(1)得到的溶液进行烘干，干燥。(3)将(2)干燥后的的蓬松状固体研磨成细小颗粒。(4)将(3)中研磨得到的细小颗粒进行高温煅烧，得到铜掺杂的二元锰基层状氧化物正极材料粉末。本发明专利技术工艺简单，成本低，可大规模生产的特点，正极材料作为钾离子电池正极比容量高，循环稳定性好，倍率性能优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学，具体涉及一种铜掺杂的二元锰基层状氧化物正极材料的制备方法、正极材料及应用。

技术介绍

0、技术背景

1、锂离子电池(libs)因具有高能量密度和优异性能而被广泛应用于移动电子设备、电动汽车和储能领域。然而，锂离子电池存在一些局限性。如资源有限、成本较高等问题。因此研究者们开始探索其他碱金属离子电池作为替代方案，其中钾离子电池因其资源丰富、高能量密度，易于商业化等优势而备受关注。但由于k+离子具有较大的离子半径，其嵌入/脱嵌过程中将导致材料骨架结构严重破坏，严重影响pibs的实际倍率性能和循环寿命，因此需要研究一种在大尺寸k+脱嵌后具有稳定框架结构的钾离子正极材料。

2、近年来，pibs正极材料的研究取得了显著进展，文献报道逐渐增多。将以报道的pibs正极材料分为四类：层状过渡金属氧化物、金属六氰基金属酸盐、有机化合物和多聚阴离子化合物。金属六氰基金属酸盐化合物，如普鲁士蓝(白色)，具有很高的比容量但该材料电子导电性较差，倍率性能难以提高。有机电极材料具有可再生、绿色、高容量等优点，但在电解液中溶解性大，导电性差本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铜掺杂的二元锰基层状氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：

2.根据权利要求1中所述的铜掺杂的二元锰基层状正极材料的制备方法，其特征在步骤(1)中钾盐的用量要超过计算出的用量的百分之5，聚乙烯吡咯烷酮要在加入各种材料的间隙分批次加入。

3.根据权利要求1中所述的铜掺杂的二元锰基层状正极材料的制备方法，其特征在步骤(1)中合成过程在水浴锅中加热搅拌，搅拌速度为400～600r/·in，加热温度为60～80℃，持续时间为5-6h。

4.根据权利要求1中所述的铜掺杂的二元锰基层状正极材料的制备方法，其特征在步骤(3)中干燥温度为110...

【技术特征摘要】

1.一种铜掺杂的二元锰基层状氧化物正极材料的制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：

2.根据权利要求1中所述的铜掺杂的二元锰基层状正极材料的制备方法，其特征在步骤(1)中钾盐的用量要超过计算出的用量的百分之5，聚乙烯吡咯烷酮要在加入各种材料的间隙分批次加入。

3.根据权利要求1中所述的铜掺杂的二元锰基层状正极材料的制备方法，其特征在步骤(1)中合成过程在水浴锅中加热搅拌，搅拌速度为400～600r/·in，加热温度为60～80℃，持续时间为5-6h。

4.根据权利要求1中所述的铜掺杂的二元锰基层状正极材料的制备方法，其特征在步骤(3)中干燥温度为110～140℃，干燥时间为10～13h。

5.根据权利要求1中所述的铜掺杂的二元锰基层状正极材料的制备方法，其特征在步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李坚伟，周浩旗，刘文豪，丁小玲，王选朋，
申请(专利权)人：中豫飞马新材料技术创新中心郑州有限公司，
类型：发明
国别省市：