一种Bi₂O₃|BiF_3-2xO_x|Bi³⁺,Mg²⁺掺杂氟化铁层结构锂电正极材料及其制备方法

摘要

一种Bi₂O₃|BiF_3‑2xO_x|Bi³⁺，Mg²⁺掺杂氟化铁层结构锂电正极材料及制备方法，该方法采用固相合成Bi³⁺，Mg²⁺掺杂氟化铁后，根据BiF₃在较高温度下容易逐步被氧化成为Bi₂O₃的特性，在Bi³⁺，Mg²⁺掺杂氟化铁颗粒外依次包覆BiF_3‑2xO_x，0＜x＜0.3，及Bi₂O₃层以提高Bi³⁺，Mg²⁺掺杂氟化铁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Bi³⁺，Mg²⁺掺杂大幅度提高氟化铁的综合电化学性能。

主权项

一种Bi₂O₃|BiF_3‑2xO_x|Bi³⁺，Mg²⁺掺杂氟化铁层结构锂电正极材料，其特征在于采用固相合成Bi³⁺，Mg²⁺掺杂氟化铁后，在Bi³⁺，Mg²⁺掺杂氟化铁颗粒外依次包覆BiF_3‑2xO_x，0＜x＜0.3，及Bi₂O₃层，在BiF_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：将铁盐、铁盐物质的量3.0‑3.6倍的氟化铵、铁盐物质的量0.5‑5％铋盐、铁盐物质的量0.5‑5％镁盐、铁盐质量0.5‑5％的丙三醇和乙二醇以体积比为1∶1的混合液体混合后放入球磨机，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，经过三次水洗后，在100℃‑120℃干燥箱内干燥10‑20小时后制得Bi³⁺，Mg²⁺掺杂氟化铁；将物质的量比为1∶3.0‑3.6的铋盐和氟化铵、质量为铋盐和氟化铵总质量80‑170倍的Bi³⁺，Mg²⁺掺杂氟化铁、铋盐和氟化铵总质量的2‑10％的以氟为阴离子的季铵盐、质量为铋盐，氟化铵和Bi³⁺，Mg²⁺掺杂氟化铁总质量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，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20∶80的氧气和氩气混合气体，以2‑10℃/分钟的速度升温到250‑380℃并在此温度下保持20‑40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20‑60秒，然后取出在氩气气氛中室温下冷却到常温制得Bi₂O₃|BiF_3‑2xO_x|Bi³⁺，Mg²⁺掺杂氟化铁层结构锂电正极材料。