掺杂二次电池正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开一种掺杂二次电池正极材料，以碱金属盐为基材，掺有导电掺杂离子和增压掺杂离子，其化学通式为：A₂[B_m(D_xE_1-x)_1-m]F/C_y。其中，A为碱金属离子中的一种；B为正二价金属离子中的一种或其两种以上任意组合；C为碳；D为导电掺杂离子，其为Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Nd²⁺、Sm²⁺或Eu²⁺中的一种或其两种以上任意组合；E为增压掺杂离子，其为Mn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cu²⁺或Zn²⁺中的一种或其两种以上任意组合；F为负4价阴离子；x=0~0.3，m=0.05~0.95，y=0.01~0.06。该材料通过液相或固相反应制得：所有原料用液相或固相混合均匀—碎成粉体—压粒—惰性氛围200~300℃恒温烧结2~3小时—冷却—加碳源并碎成粉体—压粒—惰性氛围500~700℃恒温烧结8~15小时—冷却—碎成粉体—气流粉碎、分级。本方法生产成本低、操作简单、环保、成品率高。通过本液相或固相反应制成的纳米级掺杂二次电池正极材料，其导电率优于10^-2S/cm，实际放电容量＞260mAh/g(其理论放电容量为333mAh/g)，可快速大功率充放电，具有低价、高能、安全、环保等特征，适用于小型固体、聚合物、胶体和液体二次电池，尤其适用于大功率动力电池。

主权项

一种掺杂二次电池正极材料，其特征在于，所述掺杂二次电池正极材料以碱金属盐为基材，掺有导电掺杂离子和增压掺杂离子，其化学通式为：A₂[B_m(D_xE_1‑x)_1‑m]F/C_y其中，A为为Li⁺、Na⁺或K⁺；B为Mn²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、V²⁺、Sn²⁺、W²⁺、Mo²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cr²⁺、Ti²⁺或Pb²⁺中的一种或其两种以上任意组合；C为碳；D为导电掺杂离子，其为Mg²⁺、Ca²⁺ 、Sr²⁺、Nd²⁺、Sm²⁺或Eu²⁺中的一种或其两种以上任意组合；E为增压掺杂离子，其为Mn²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Cu²⁺或Zn²⁺中的一种或其两种以上任意组合；F为负4价阴离子；0 ＜x ≤0.3， m = 0.05~0.95，y =0.01~0.06。