[发明专利]一种具有梯度包覆层的氟化铋氟化铁复合锂电正极材料及其制备方法

摘要

一种Fe₂O₃|FeF_3‑2xO_x梯度包覆氟化铋氟化铁双组份复合锂电正极材料及制备方法，该方法以不同结构的聚季铵盐为模板固相制备氟化铋氟化铁双组份复合正极材料，根据FeF₃在较高温度下容易逐步被氧化成为Fe₂O₃的特性，在氟化铋氟化铁双组份复合正极材料外依次包覆FeF_3‑2xO_x，0＜x＜0.3，及Fe₂O₃层以提高氟化铋氟化铁双组份复合正极材料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；从而大幅度提高氟化铋氟化铁双组份复合正极材料的综合电化学性能。

主权项

一种Fe₂O₃|FeF_3‑2xO_x梯度包覆氟化铋氟化铁双组份复合锂电正极材料，其特征在于以不同结构的聚季铵盐为模板固相制备氟化铋氟化铁双组份复合正极材料，在氟化铋氟化铁双组份复合正极材料颗粒外依次包覆FeF_3‑2xO_x，0＜x＜0.3，及Fe₂O₃层，在FeF_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：将铋盐、铋盐质量0.5‑5％的体积比为1∶1的聚季铵盐‑22和聚季铵盐‑39的混合液体、铋盐质量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3‑6小时，球磨完毕后取出物料，并称此物料为物料I；将铁盐、铁盐质量0.5‑5％的体积比为1∶1的聚季铵盐‑7和聚季铵盐‑10的混合液体、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3‑6小时，球磨完毕后取出物料，并称此物料为物料II；将质量比为1∶0.7‑1.3的物料I和物料II、物料I中铋盐物质的量与物料II中铁盐物质的量之和3.0‑3.6倍的氟化铵混合后放入球磨机，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并称此物料为物料III；将物质的量比为1∶3.0‑3.6的铁盐和氟化铵、质量为铁盐和氟化铵总质量80‑170倍的物料III、铁盐和氟化铵总质量的2‑10％的以氟为阴离子的季铵盐、质量为铁盐，氟化铵和物料III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，经过三次水洗后，在100℃‑120℃干燥箱内干燥10‑20小时后放入管式炉中，通入流量为1‑10L·h^‑1的体积比为10∶90的氧气和氩气混合气体，以2‑10℃/分钟的速度升温到180‑260℃并在此温度下保持15‑36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10‑30秒，然后取出在氩气气氛中室温下冷却到常温制得Fe₂O₃|FeF_3‑2xO_x梯度包覆氟化铋氟化铁双组份复合锂电正极材料。