[發(fā)明專利]一種謝弗雷爾相材料的固相合成方法及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911054818.0
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN112661187B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設計）人: 索鎏敏;林澤京;毛明磊;陳立泉
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: C01G39/00
• 分類號: C01G39/00;C01G39/06;C01B19/00;H01M4/58;H01M10/054
• 代理公司: 北京慧誠智道知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11539
• 代理人: 李楠

1.一種謝弗雷爾相材料的固相合成方法，其特征在于，所述謝弗雷爾相材料的結構式為M_zQ₆T_8-yX_y，所述固相合成方法包括：

步驟一，將M源，Q源，T源，X源按照M: Q:T:X原子的摩爾比z:6:(8-y):y混合均勻；0≤z≤4, 0≤y≤8；

步驟二：向步驟一的混合原料加入鹵素催化劑A，并在惰性氣體的保護下放入密閉的反應容器中；

步驟三：將反應容器在惰性氛圍下升溫至600℃-1400℃，保持1-72小時，降溫后，得到謝弗雷爾相M_zQ₆T_8-yX_y材料；

所述M_zQ₆T_8-yX_y中，M為Cu, Ni, Fe, Co, Zn, Cd, Mn, Mg, Al, Li, Na, Ca, Sr, Ba,Ag, Pb, Sn, Ho或 In中的一種或多種固溶體；Q為Mo, Re, Rh或Ru中的一種或多種固溶體；T為S, Se或Te中的一種或多種固溶體；X為Cl, Br或I 中的一種或多種，z, y取值保持化合物的電中性；

所述M源為單質M，MX_a或 MT_b中的一種或多種；所述Q源為單質Q，QT_c或 QX_d中的一種或多種；所述T源為單質T或QT_c中的一種或多種；所述X源為單質X, MX_a或QX_d中的一種或多種；其中，0＜a≤4，0＜b≤4，0＜c≤4，0＜d≤4；

所述鹵素催化劑A為Cl, Br,I中的一種或幾種，以單質Cl₂，單質Br₂，單質I₂或MX_a以及QX_d中的一種或多種的形式引入，A占所述混合原料的質量百分比為0.5%-80%。

2.根據權利要求1所述的謝弗雷爾相材料的固相合成方法，其特征在于，所述步驟一中的混合具體為：

在50-1000rpm的條件下，采用機械攪拌混合或球磨混合的方式，混合1-48小時。

3.根據權利要求1所述的謝弗雷爾相材料的固相合成方法，其特征在于，所述惰性氣體為氬氣，氮氣，氦氣，氖氣，氪氣，氙氣中的一種或多種混合。

4.根據權利要求1所述的謝弗雷爾相材料的固相合成方法，其特征在于，所述反應容器為接頭式不銹鋼管，密封石英管，反應釜或合金反應器。

5.根據權利要求1所述的謝弗雷爾相材料的固相合成方法，其特征在于，所述升溫和降溫的速率分別為0.5-20℃/min。

6.根據權利要求1所述的謝弗雷爾相材料的固相合成方法，其特征在于，所述降溫后，得到謝弗雷爾相M_zQ₆T_8-yX_y材料的方法具體包括：

將所述降溫后得到的材料分散到HCl水溶液或HBr水溶液中，持續(xù)通入氧氣并攪拌下反應6-48小時；或者，

將所述降溫后得到的材料分散到溴或碘溶液中，在20-200℃下攪拌反應3-10天再水洗至中性，抽濾，烘干，得到所述謝弗雷爾相M_zQ₆T_8-yX_y材料。

7.一種上述權利要求1-6任一所述的固相合成方法在二次電池中的應用，其特征在于，所述固相合成方法用于制備鋰、鈉、鉀、鎂、鋅、銅、鋁任一二次電池體系的電極材料。