[发明专利]一种锌离子电池正极材料及其制备方法和应用、锌离子电池

说明书

本发明属于锌离子电池技术领域，特别涉及一种锌离子电池正极材料及其制备方法和应用、锌离子电池。本发明提供的锌离子电池正极材料的化学组成为AMF₃，其中，A为Li⁺、Na⁺或K⁺，M为Mn²⁺、Co²⁺和Ni²⁺中的一种或两种或三种；所述锌离子电池正极材料具有钙钛矿结构。本发明提供的锌离子电池正极材料的钙钛矿结构，可提供空间较大的晶体结构且结构稳定，有利于锌离子在锌离子电池正极材料的晶格中进行快速的迁移，且锌离子在进行离子脱嵌过程中正极材料的体积效应小。测试结果表明，以本发明提供的锌离子电池正极材料组装得到的锌离子电池，水系电解液放电比容量和有机系电解液放电比容量高，且倍率放电和循环性能良好。

技术领域

本发明属于锌离子电池技术领域，特别涉及一种锌离子电池正极材料及其制备方法和应用、锌离子电池。

背景技术

金属锌具有高的理论容量(820mAh·g^-1和5855mAh·cm^-3)和低的氧化还原电位(相对于标准氢电极，电压为-0.76V)，在水中和空气中均具有较高的稳定性，并且储量丰富、便宜廉价，具有下一代安全可充电电池的发展前景。目前研究较多的锌离子电池正极材料包括氧化物、磷酸盐以及有机物类材料，暂未见钙钛矿结构的锌离子电池正极材料的研究报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种锌离子电池正极材料，具有初始放电容量高和循环后容量损失小的特点。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种锌离子电池正极材料，所述锌离子电池正极材料的化学组成为AMF₃，其中，A为Li⁺、Na⁺或K⁺，M为Mn²⁺、Co²⁺和Ni²⁺中的一种或两种或三种；所述锌离子电池正极材料具有钙钛矿结构。

优选的，所述锌离子电池正极材料的化学组成包括LiMnF₃、LiCoF₃、LiNiF₃、NaMnF₃、NaCoF₃、NaNiF₃、KMnF₃、KCoF₃、KNiF₃、KMn_xCo_yF₃、KMn_xNi_yF₃、KCo_xNi_yF₃、KMn_aCo_bNi_cF₃、LiMn_xCo_yF₃、LiMn_xNi_yF₃、LiCo_xNi_yF₃、LiMn_aCo_bNi_cF₃、NaMn_xCo_yF₃、NaMn_xNi_yF₃、NaCo_xNi_yF₃或NaMn_aCo_bNi_cF₃，其中，x+y＝1，a+b+c＝1。

本发明还提供了上述技术方案所述锌离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：