一种梯度结构包覆的Fe³⁺,B³⁺掺杂氟化铜锂电正极材料及其制备方法

摘要

一种Fe₂O₃|FeF_3‑2xO_x梯度包覆Fe³⁺，B³⁺掺杂氟化铜锂电正极材料及制备方法，该方法采用固相合成Fe³⁺，B³⁺掺杂氟化铜后，根据FeF₃在较高温度下容易逐步被氧化成为Fe₂O₃的特性，在Fe³⁺，B³⁺掺杂氟化铜颗粒外依次包覆FeF_3‑2xO_x，0＜x＜0.3，及Fe₂O₃层以提高Fe3⁺，B³⁺掺杂氟化铜的表面电子导电能力及抵御有机电解液对材料颗粒表面的有害作用；再结合Fe³⁺，B³⁺掺杂大幅度提高氟化铜的综合电化学性能。

主权项

一种Fe₂O₃|FeF_3‑2xO_x梯度包覆Fe³⁺，B³⁺掺杂氟化铜锂电正极材料，其特征在于采用固相合成Fe³⁺，B³⁺掺杂氟化铜后，在Fe³⁺，B³⁺掺杂氟化铜颗粒外依次包覆FeF_3‑2xO_x，0＜x＜0.3，及Fe₂O₃层，在FeF_3‑2xO_x，0＜x＜0.3包覆层中，氧的含量渐次变化，形成梯度结构；制备过程为：将无水硫酸铜、无水硫酸铜物质的量3.0‑3.5倍的氟化铵、无水硫酸铜物质的量2‑10％铁盐、无水硫酸铜物质的量0.2‑1％硼酸、无水硫酸铜质量0.5‑5％的丙三醇和乙二醇以体积比为1∶1的混合液体、无水硫酸铜质量0.5‑5％的聚季铵盐混合后放入恒温球磨机，调节球磨机的温度为60‑80℃，球磨子与物料的质量比为20∶1，以200‑400转/分钟的速度球磨10‑20小时，球磨完毕后取出物料，经过三次乙醇洗后，在100℃‑120℃干燥箱内干燥10‑20小时后制得Fe³⁺，B³⁺掺杂氟化铜；将物质的量比为1∶3.0‑3.6的铁盐和氟化铵、质量为铁盐和氟化铵总质量80‑170倍的Fe³⁺，B³⁺掺杂氟化铜、铁盐和氟化铵总质量的2‑10％的以氟为阴离子的季铵盐、质量为铁盐，氟化铵和Fe³⁺，B³⁺掺杂氟化铜总质量0.5‑4％的无水乙醇混合后放入球磨机，球磨子与物料的质量比为20∶1，在常温下以300‑500转/分钟的速度球磨10‑20小时后取出物料；将此物料放入管式炉中，通入流量为1‑10L·h^‑1的体积比为10∶90的氧气和氩气混合气体，以2‑10℃/分钟的速度升温到180‑260℃并在此温度下保持15‑36分钟；将此物料取出后即放入一空气气氛、温度恒定为800℃的马弗炉中保持10‑30秒，然后取出在氩气气氛中室温下冷却到常温制得Fe₂O₃|FeF_3‑2xO_x梯度包覆Fe³⁺，B³⁺掺杂氟化铜锂电正极材料。