[发明专利]一种高熵正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高熵正极材料，其特征在于，具有式(I)所示通式：

Li_1+aA_xB_yC_zD_bO₂M_cN_d 式(I)；

式(I)中，A为+2价金属元素，B为+3价金属元素，C为+4价金属元素，D为+5价金属元素，M为+7价元素，N为+8价元素；

0≤a＜1，0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1，0＜b＜1，0＜c＜1，d＞0。

2.根据权利要求1所述的高熵正极材料，其特征在于，所述+2价金属元素包括Ni、Be、Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种；所述+3价金属元素包括Co和Al中的一种或多种；所述+4价金属元素包括Mn、Al、Ti和Zr中的一种或多种；所述+5价金属元素包括Nb、V和T中的一种或多种；所述+7价元素包括F和Cl中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的高熵正极材料，其特征在于，所述+8价元素为晶格氧。

4.根据权利要求3所述的高熵正极材料，其特征在于，所述高熵正极材料中含有的氧元素同时具有+6价氧和+8价氧。

5.一种权利要求1～4任一项所述的高熵正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)通过共沉淀合成含有A、B、C、D、M的一种或多种的前驱体；

b)将步骤a)得到的前驱体混锂，同时加入含有A、B、C、D、M的一种或多种的氧化物混合后烧结，得到Li_1+aA_xB_yC_zD_bO₂M_cN_d高熵锂电池正极材料中间体；

c)将步骤b)得到的Li_1+aA_xB_yC_zD_bO₂M_cN_d高熵锂电池正极材料中间体经过表面处理、包覆，得到高熵正极材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述共沉淀的反应温度为50℃～70℃，pH为11～12，反应时间为15h～60h。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述烧结的温度为700℃～900℃，时间为10h～20h。

8.根据权利要求5～7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)还包括：

将共沉淀合成的悬浊液用40℃～60℃温水洗涤，经90℃～130℃烘干8h～14h后得到前躯体。

9.一种高比能锂电池，其特征在于，包括：

正极材料、负极材料和电解质；所述正极材料为权利要求1～4任一项所述的高熵正极材料。

10.根据权利要求9所述的高比能锂电池，其特征在于，所述负极材料包括石墨、硅碳材料、锡碳材料、红磷、钛酸锂、白磷、锂金属负极和锂碳负极材料中的一种或多种。