[發(fā)明專利]一種鋰一次電池用氧化物/氟化碳復(fù)合正極材料及其制備方法

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• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN109888268A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳劍;郭德才
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M4/505;H01M4/58
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種鋰一次電池用氧化物/氟化碳復(fù)合正極材料，其特征在于：復(fù)合正極材料為二氧化錳、五氧化二釩中一種或二種的復(fù)合物包覆的氟化碳材料，氧化物包覆層厚度為10～100nm，復(fù)合正極材料中氟含量為45～56wt％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合正極材料，其特征在于：氟化碳材料外的氧化物包覆層為五氧化二釩、二氧化錳其中一種或兩種混合物，或者是五氧化二釩、二氧化錳、或它們不同質(zhì)量比混合物中二種或三種以上按不同包覆順利而獲得的分層次包覆結(jié)構(gòu)材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述復(fù)合正極材料，其特征在于：氟化碳材料為顆粒尺寸為10nm-10μm的雜原子摻雜氟化碳、氟化石墨、氟化碳纖維、氟化碳納米管、氟化石墨烯等中的一種或二種以上。

4.一種權(quán)利要求1-3任一所述復(fù)合正極材料的制備方法，主要采用如下步驟：利用浸漬法將包覆層氧化物的前驅(qū)體溶液浸漬到氟化碳材料中，進行老化，并經(jīng)過熱處理，制備得到氧化物包覆的氟化碳材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述復(fù)合正極材料的制備方法，二氧化錳選取的前驅(qū)體為碳酸錳、乙酸錳、氯化錳、硫酸錳或硝酸錳中的一種或二種以上，使用溶液的摩爾濃度為0.5～5mol/L；五氧化二釩選取的前驅(qū)體為偏釩酸銨、釩酸鈉中的一種或二種，溶液的摩爾濃度為0.5～5mol/L；同時浸漬的還原劑為乙二醇、乙酸、乙二酸中的一種或二種以上，反應(yīng)前驅(qū)體與還原劑用量的摩爾比例為1：5～10。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述復(fù)合正極材料的制備方法，氟化碳材料的氟含量為50％～62％。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述復(fù)合正極材料的制備方法，浸漬的樣品采用的老化溫度為90～150℃，老化時間為6～10h。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述復(fù)合正極材料的制備方法，老化后樣品進行60℃干燥，然后進行一定溫度氮氣保護條件下的熱解，采用的熱解溫度為250～400℃。

9.一種權(quán)利要求1-3任一所述復(fù)合正極材料的應(yīng)用，其特征在于：氧化物包覆的氟化碳復(fù)合正極材料，具有高的放電比容量，可以應(yīng)用于金屬鋰一次電池，獲得高能量密度的金屬鋰一次電池。

10.根據(jù)權(quán)利要求9的應(yīng)用，其特征在于：將復(fù)合材料涂布極片，與金屬鋰組成電池體系，制備金屬鋰一次電池，材料的放電比容量為750～870mAh/g，放電電壓可為2.2～3.0V；較好復(fù)合材料的放電比容量達到870mAh/g,放電電壓2.5～3.0V。