【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电极材料及其制备方法，特别是一种正极材料及其制备方法。
技术介绍
LixMyMj z (RO4)n型化合物可作为锂离子二次电池、电化学电容器的电极材料，其中，O < X彡3，0彡y彡2，0彡Z < O. 5，1彡η彡3，M是元素周期表第21-30号元素中的一种以上元素，Μ’是Mg、Ca、Al、Zn中的一种以上元素，R是S、P或Si。LixMyMjz (RO4)n型化合物的特点是导电性通常较低，在制备电极材料或电极、以及在使用时需要添加导电剂增加其导电性能，现有技术采用的导电剂类型有碳类和金属类，金属类导电剂包括Au、Ag。金属类导电剂价格昂贵，所以常用的导电剂是碳类导电剂。现有技术在制备电极材料时以包覆或掺杂的方式，添加有机碳源，经过高温碳化处理形成导电 齐U，或在制备电极时直接在电极材料中添加无机碳。上述方法不能很好改善LixMyM’z (RO4) 型化合物的导电性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，要解决的技术问题是提高LixMyMj z (RO4)n型化合物的导电性能。本专利技术采用以下技术方案一种正极电极材料，通式为CN/LixMyM’ z (RO4)n，在LixMyMjz (RO4)n型化合物中包覆或掺杂有碳氮化合物(CN)，碳氮化合物中，碳所占的元素比为1-99. 9%，氮所占的元素比例为O. 01-70%，碳氮化合物的质量为CN/LixMyM’ z (RO4)n质量的 O. 1-30%，其中，O < X 彡 3，0 彡 y 彡 2，0 彡 z < O. 5，I 彡 η 彡 3，M 是元素 S...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种正极电极材料，其特征在于所述正极电极材料通式为CN/LixMyM’ z (RO4)n，在LixMyM’z (RO4)n型化合物中包覆或掺杂有碳氮化合物(CN)，碳氮化合物中，碳所占的元素比为1-99. 9%，氮所占的元素比例为0. 01-70%，碳氮化合物的质量为CN/LixMyM’ z (RO4)n质量的 0. 1-30%，其中，0 < X ≤ 3，0 ≤ y≤ 2，0 ≤ z < 0. 5，I≤ n ≤ 3，M 是元素 Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn 中的一种以上，M’ 是 Mg、Ca、Al、Zn 中的一种以上，R 是 S、P 或 Si，CN/LixMyMj z (RO4) n为橄榄石型结构或Nasicon结构； 所述碳氮化合物(CN)源为含碳氮三键的化合物丙烯腈、聚丙烯腈、乙腈、苯乙腈、己二腈、氰、氢氰酸、氰化钠、氰化钾，含碳氮双键的化合物希夫碱、一级醛亚胺、二级醛亚胺、一级酮亚胺、二级酮亚胺、醛肟、酮肟、二苯甲酮腙、羰基氰化物间氯苯腙，含碳氮元素的化合物吡唆、吡啶类、吡咯、吡咯类、硝基苯、基苯酚(苦味酸)、三硝基甲苯、三硝基间苯二酚、硝化甘油、亚硝基苯、亚硝胺、醛肟、酮肟，碳单质或含碳化合物与氮单质或含氮化合物的混合物，其中的一种以上； 所述含碳化合物为有机碳源葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、山梨糖、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、淀粉、纤维素及其酯、乙烯-环氧乙烷聚合物或呋喃醇的聚合物、柠檬酸；无机碳源乙炔黑、碳纳米管、碳纳米纤维；气体碳源为乙炔、甲烷、乙烷； 所述含氮化合物为硝酸、硝酸盐、一氧化二氮、一氧化氮、三氧化二氮、二氧化氮、四氧化二氮、五氧化二氮。硝酸盐为硝酸铁、硝酸锂。2.一种正极电极材料的合成方法，包括以下步骤 一、混合，按Li元素，M中包含的Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn元素，M’中包含的Mg、Ca、Al、Zn元素，R的S、P或Si元素，物质的量的配比0<Li≤3 0≤M≤2 0≤M’<0. 5 I≤R≤3，CN源占Li源、M源、M’源、R源和CN源前躯体物料总质量的0. 1-60%，将Li源、M源、M’源、R源和CN源混合，得到前驱体； 二、将前驱体放入管式炉、箱式炉、回转炉、辊道窑或隧道窑内，在氮气、惰性气体或还原性气体保护下，进行高温热解反应，以0. 8-18°C /min的升温速率从室温升温至500-1100°C，热解反应l-72h，炉内自然冷却至室温，得到CN/LixMyM’ z (R04)n。在LixMyM’ z(RO4) n型化合物中包覆或掺杂有碳氮化合物CN，CN的质量为CN/LixMyM’ z (RO4) n质量的0. 1-30%，其中，0 < X ≤3，0 ≤ y ≤2，0 ≤ z < 0. 5，1 ≤ n ≤ 3，CN/LixMyM’ z (RO4)n 为橄榄石型结构或Nasicon结构； 所述氮气、惰性气体或还原性气体流量为0. f5000L/min，炉内氧气体积含量在200ppm以下，惰性气体为氩气或氦气，还原性气体为氢气、一氧化碳、乙炔、甲烷或乙烷。3.根据权利要求2所述的正极电极材料的合成方法，其特征在于所述Li源为氧化锂、氢氧化锂、磷酸锂、碳酸锂、硝酸锂、磷酸二氢锂、甲酸锂和醋酸锂中的一种以上； 所述M源为Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn的单质或化合物中的一种以上，其中， 所述Sc的化合物为氧化钪、草酸钪、硫酸钪； 所述Ti的化合物为二氧化钛、四氯化钛、三氯化钛、偏钛酸、二羰基二茂钛、氟化钛、三氧化二钛、硫酸氧钛； 所述V的化合物为一氧化钒、三氧化二钒、二氧化钒和五氧化二钒； 所述Cr的化合物为氧化铬、硝酸铬、高氯酸铬、硫酸铬； 所述Mn的化合物为氧化锰、三氧化二锰、二氧化锰、四氧化三锰、七氧化二锰、氯化锰、高锰酸盐、碳酸锰、锰酸钾、硫酸锰铵、硫化锰、乙酸锰、三氟化锰、四氟化锰、硝酸锰、硫酸锰； 所述Fe的化合物为磷酸铁、硫酸亚铁、三氧化二铁、氧化亚铁、四氧化三铁、硫酸亚铁铵、硫酸亚铁、磷酸亚铁、磷酸亚铁铵、柠檬酸亚铁、二茂铁、硫化亚铁、磷化二铁、乙酸亚铁、硫酸铁、硝酸铁、氯化亚铁、氯化铁、氢氧化亚铁、碳酸亚铁、硝酸亚铁、草酸亚铁、高氯酸亚铁、氢氧化铁； 所述Co的化合物为氧化钴、溴酸钴、溴化钴、氯酸钴、氯化钴、氟化钴、硝酸钴、亚硝酸钴、高氯酸钴、硫酸钴； 所述Ni的化合物为氧化镍、碳酸镍、氯酸镍、氯化镍、氟化镍、硝酸镍、高氯酸镍、焦磷酸镍、硫酸镍； 所述Cu的化合物为氧化铜、氯化亚铜、氰化亚铜、硫化亚铜、硫氰酸亚铜、碳酸铜、氯酸铜、氯化铜、氟化铜、甲酸铜、氢氧化铜、硝酸铜、高氯酸铜、硫酸铜、硫化铜； 所述Zn的化合物为氧化锌、乙酸锌、溴化锌、碳酸锌、氯酸锌、氯化锌、氰化锌、氟化锌、甲酸锌、硝酸锌、草酸锌、硫酸锌、亚硫酸锌、酒石酸锌。所述M’源为Mg、Ca、Al和Zn的化合物中的一种以上，其中， 所述Mg的化合物为氧化镁、乙酸镁、苯甲酸镁、碳酸镁、氯酸镁、氯化镁、铬酸镁、甲酸镁、氢氧化镁、硝酸镁、草酸镁、高氯酸镁、磷酸镁、硫酸镁、硫代硫酸镁； 所述Ca的化合物为氧化钙、氯化钙、乙酸钙、叠氮化钙、苯甲酸钙、碳酸钙、氯酸钙、磷酸二氢钙、氟化钙、甲酸钙、磷酸氢钙、氢氧化钙、硝酸钙、亚硝酸钙、草酸钙、高氯酸钙、高锰酸钙、磷酸钙； 所述Al的化合物为氧化铝、氯化铝、氟化铝、硝酸铝、高氯酸铝、硫酸铝、氢氧化铝； 所述Zn的化合物为氧化锌、乙酸锌、溴化锌、碳酸锌、氯酸锌、氯化锌、氰化锌、氟化锌、甲酸锌、硝酸锌、草酸锌、硫酸锌、亚硫酸锌、酒石酸锌。所述R源为S、P或Si的化合物，其中， 所述S的化合物为硫酸、硫酸锂； 所述P的化合物为五氧化二磷、磷酸、磷酸二氢铵、磷酸二氢锂、磷酸氢二铵、磷酸铵、磷酸氢铵盐； 所述Si的化合物为硅石、硅酸锂、烷氧基硅烷及其水解产物； 所述CN源为含碳氮三键的化合物丙烯腈、聚丙烯腈、乙腈、苯乙腈、己二腈、氰、氢氰酸、氰化钠、氰化钾，含碳氮双键的化合物希夫碱、一级醛亚胺、二级醛亚胺、一级酮亚胺、二级酮亚胺、醛肟、酮肟、二苯甲酮腙、羰基氰化物间氯苯腙，含碳氮元素的化合物吡啶、吡啶类、吡咯、吡咯类、硝基苯、基苯酚(苦味酸)、三硝基甲苯、三硝基间苯二酚、硝化甘油、亚硝基苯、亚硝胺、醛肟、酮肟，碳单质或含碳化合物与氮单质或含氮化合物的混合物，其中的一种以上； 含碳化合物为有机碳源葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、山梨糖、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、淀粉、纤维素及其酯、乙烯-环氧乙烷聚合 物或呋喃醇的聚合物、柠檬酸，无机碳源乙炔黑、碳纳米管、碳纳米纤维，气体碳源为乙炔、甲烷、乙烷； 含氮化合物为硝酸、硝酸盐、一氧化二氮、一氧化氮、三氧化二氮、二氧化氮、四氧化二氮、五氧化二氮。硝酸盐为硝酸铁、硝酸锂。4.根据权利要求2所述的正极电极材料的合成方法，其特征在于所述混合方式为固相混合，转速l_50000r/min，时间O. l_72h ;或液相混合，质量固含量为1_99%，溶剂为水、乙醇或丙酮，转速l_50000r/min，时间O. l_72h，然后于70_400°C下，干燥O. l_72h ； 所述固相混合或液相混合采用机械搅拌机、行星球磨机、搅拌球磨机、机械融合机、混合机混合；所述机械搅拌机l-50000r/min,行星球磨机l_500r/min,搅拌球磨机I-...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳敏，刘祥，王思敏，黄友元，
申请(专利权)人：深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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