[发明专利]合成原位碳包覆的FeF2

说明书

本发明适用于锂离子电池正极材料制备技术领域，提供了一种合成原位碳包覆的FeF₂颗粒的制备方法、FeF₂颗粒及电池，包括步骤：S1、在真空干燥箱中干燥铁源与聚偏氟乙烯混合物；S2、将干燥后的所述铁源与聚偏氟乙烯的混合物进行球磨；S3、将球磨后的所述混合物放入加热炉中进行加热，并在冷却后收集C‑FeF₂黑色粉末。本发明实施例利用固相法将铁源与聚偏氟乙烯混合物在真空环境中干燥，使得混合物干燥效果好，便于对混合物进行球磨，使得混合为的混合效果更佳；将球磨后的所述混合物进行加热，并在冷却后收集C‑FeF₂黑色粉末，使得C‑FeF₂纯度高，具有具有容量高、稳定性好、导电性强及成本低的效果。

技术领域

本发明属于锂离子电池正极材料制备技术领域，尤其涉及合成原位碳包覆的FeF₂颗粒的制备方法、FeF₂颗粒及电池。

背景技术

锂离子电池由于具有比其他可充电系统更高的能量密度，正逐渐成为便携式电子设备的主要电源。然而对于新的设备如电动汽车和大规模的电力存储系统而言，电池的电化学性能需要进一步提高。虽然在电池内部有许多因素对其电化学性能有影响，但最关键的一个因素与正极材料能储存多少能量有关。因此，开发满足上述要求的新型正极材料是至关重要的。

基于转换反应的金属氟化物电极因其理论能量密度高而被广泛研究，被认为是下一代锂离子电池的正极材料。在这些金属氟化物中，氟化亚铁(FeF₂)因其成本低、毒性小而备受关注。几种金属氟化物的高离子性使其具有较高的工作电位，适合作为正极材料。然而，高离子性通常会导致一个大的带隙，因此金属氟化物表现出绝缘性能。转化反应的产物LiF也具有很高的绝缘性能。氟化物的极强电离能使其导电性变差，安全性低。

发明内容

本发明提供一种合成原位碳包覆的FeF₂颗粒的制备方法，旨在解决现有锂电池正极导电差、成本高、安全性差等问题。

本发明是这样实现的，提供了一种合成原位碳包覆的FeF₂颗粒的制备方法，包括步骤：

S1、在真空环境中干燥铁源与聚偏氟乙烯混合物；

S2、将干燥后的所述铁源与聚偏氟乙烯的混合物进行球磨；

S3、将球磨后的所述混合物进行加热处理，并在冷却后收集C FeF₂黑色粉末。

更进一步地，在所述步骤S3中，将球磨后的所述混合物放入加热炉中 400-700℃加热1-3h。

更进一步地，在所述步骤S3中，所述混合物是以2-4℃/min的速度加热到 600℃并在600℃下保温1-6h。

更进一步地，在所述步骤S3之后，还包括对所述C- FeF₂黑色粉末进行去除杂质的步骤，所述去除杂质的步骤具体包括：

通过氟化氢清洗所述C- FeF₂粉末，收集在40-80℃真空干燥12-24h后，并收集干燥后的粉末。

更进一步地，在所述步骤S1中，所述真空环境中的温度为50-140℃。

更进一步地，所述步骤S1中，所述铁源与聚偏氟乙烯混合物在所述真空环境中的干燥时间为12-24h。

更进一步地，在所述步骤S2中，将所述铁源与聚偏氟乙烯混合物在行星球磨机中进行球磨5-15h。

更进一步地，所述铁源与聚偏氟乙烯混合物在所述行星球磨机通过 400-650rpm正反方向交替球磨。

本发明还提供了一种合成原位碳包覆的FeF₂颗粒，采用上述任一项所述制备方法制备而成。