[发明专利]一种金属氟盐改性溴化铅铯基材料/碳复合电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种金属氟盐改性溴化铅铯基材料/碳复合电极材料的制备方法；以溴化铅铯基材料、金属氟盐和碳材料为起始原料；先溴化铅铯基材料与金属氟盐混合、热处理；再与碳材料和低熔点氟盐混合、再热处理，获得金属氟盐改性溴化铅铯基材料/碳复合电极材料；该材料具有很好的电化学性能，在电池领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明专利涉及一种电极材料，具体涉及一种金属氟盐改性溴化铅铯基材料/碳复合电极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池广泛用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域，是非常有应用前景的便携式电源。锂离子电池由正极、隔膜、负极和电解质组成。因此负极是决定锂离子电池性能的重要因素。传统的负极材料由于石墨能量密度低(372mAh/g)、高倍充放电能力差等缺点，已无法适应高能量、高功率的轻便型锂离子电池研发与应用。因此，开发高性能的负极材料是锂离子电池发展亟待解决的重要问题之一。

近年来，新型无机钙钛矿材料因光学性能优异而在太阳能电池、光催化等领域得到应用。新型无机钙钛矿材料为立方晶体结构，具有特殊的八面体晶格，晶格空隙大，有利于锂离子的嵌入/嵌出，而且在锂离子嵌出过程中，钙钛矿晶体结构变形很小；即在充放电过程中钙钛矿材料的体积变化小。专利1(一种新型锂离子电池CsPbBr₃/CNT钙钛矿复合材料及其制备方法，2019110996257)首次报道了CsPbBr₃/CNT钙钛矿复合材料的制备与锂离子电池应用；以碳纳米管为导电载体，原位生长CsPbBr₃，利用碳纳米管的高比表面积、高导电性、多孔结构等优点，克服了CsPbBr₃导电性差的缺点，实现CsPbBr₃/CNT的协同作用，获得优异的电化学性能。但是，纯CsPbBr₃材料电化学性能差，而且在充放电循环过程中容量衰减快，其原因在于：CsPbBr₃中溴易与锂反应而导致八面体晶格结构破坏。因此解决CsPbBr₃在充放电过程中稳定存在是实现其在锂离子电池应用的关键问题。

发明内容

针对现有技术方案的缺陷，本发明的目的是提供一种金属氟盐改性溴化铅铯基材料/碳复合电极材料的制备方法。

一种金属氟盐改性溴化铅铯基材料/碳复合电极材料的制备方法，其特征在于：以溴化铅铯基材料、金属氟盐和碳材料为起始原料；先溴化铅铯基材料与金属氟盐混合、热处理，再与碳材料和低熔点氟盐混合、再热处理，获得金属氟盐改性溴化铅铯基材料/碳复合电极材料；溴化铅铯基材料为溴化铅铯或以溴化铅铯为主的混合物的一种；金属氟盐为氟化锂、氟化钠、氟化钾、氟化钙、氟化镁、氟化锶、氟化钡、氟化亚铁和低熔点氟盐的两种或多种，且必须含有至少一种低熔点氟盐；低熔点氟盐为氟化亚锡、氟化亚锗、氟化亚锑的一种或两种；金属氟盐为溴化铅铯摩尔比的0.0001-0.3；碳材料为大孔径的石墨、石墨烯、介孔碳、碳微球的一种或两种；一种金属氟盐改性溴化铅铯基材料/碳复合电极材料的制备方法，包括：

1)称量一定质量的溴化铅铯基材料、金属氟盐，混合搅拌；

2)将步骤1)中产物加热至250-800℃，氩气气氛保护，恒温2-10h；再冷却至常温；

3)将步骤2)中产物与碳混合搅拌；碳与溴化铅铯基材料的摩尔比为0.2-2；

4)将步骤3)中产物与一定质量的低熔点氟盐混合；再升温至250-600℃，氩气气氛保护，恒温5-50h；再冷却至常温；获得金属氟盐改性溴化铅铯基材料/碳复合电极材料；

所述的溴化铅铯基材料中Cs位、Pb位和Br位的两种或三种被部分替代；

所述的金属氟盐改性溴化铅铯基材料结构保持稳定。