CN113422059B - 一种高电压氟化碳复合正极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本方案公开了电池材料制备技术领域的一种高电压氟化碳复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：(1)、将金属M盐、表面活性剂加入到去离子水中并搅拌，制备纳米纤维构成的金属盐前驱体纳米球材料；(2)、将纳米纤维构成的金属盐前驱体纳米球材料分散于去离子水中，制备有机碳源包覆的金属盐前驱体纳米球材料；(3)、将有机碳源包覆的金属盐前驱体纳米球材料转移至氮气或惰性气体下煅烧，冷却后即得掺有金属单质M的纳米碳球；(4)、将掺有金属单质M的纳米碳球放入通有氮气的反应器中，充入反应气体反应，制备高电压氟化碳复合正极材料。本申请中的方法，可以有效解决碳材料氟化后导电性差、大倍率输出电压滞后和工作电压平台低的问题。

Description

一种高电压氟化碳复合正极材料及其制备方法
技术领域
本发明属于电池材料制备技术领域，特别涉及一种高电压氟化碳复合正极材料及其制备方法。
背景技术
锂氟化碳(Li-CFx)电池具有高能量密度、宽工作温度范围，储存寿命长，自放电小等特点，具有多领域应用前景。氟化碳(CFx)材料作为正极活性物质，是决定锂氟化碳电池性能的关键性因素。氟化碳材料性能与碳源结构以及氟化程度密切相关。正极材料中氟含量直接影响电池的放电容量，然而随着碳材料的氟化程度提高，CFx材料中C-F共价键含量增加，在氟化碳材料的能量密度提升的同时，C-F键向Li-F键转化过程则需要较高的活化能，导致氟化碳材料导电性差，在放电过程中，电池反应动力学较慢、极化严重，导致电池实际工作电压平台下降，尤其是在低温或大倍率放电条件下压降明显，且伴随大量的热量释放，严重影响其功率输出性能，制约了氟化碳材料在电池中发展和应用。
目前已经商业化应用的氟化碳前驱体材料为石墨，但是石墨的片状结构不利于锂离子电化学反应的进行，特别是在高倍率放电条件下。目前商品化的氟化碳材料的平台电压为2.5V～2.85V，国内外的研究学者们通过混合正极、表面包覆和化学修饰等方面对氟化碳材料进行了改性研究。然而，这些方法虽然在一定程度上提高了氟化碳材料的导电性和功率性能，但都无法使氟化碳材料在0.5C以上倍率下，平台电压达到3.0V以上，尚不能从根本上解决氟化碳材料大倍率放电电压滞后问题，因此，当前氟化碳材料制备技术还有待改进和发展。
现在随着碳材料科学与纳米技术的发展，采用新型碳材料作为前驱体是改善氟化碳材料在锂电池中的倍率性能的一种普遍的方法。例如，采用纳米碳管、纳米碳纤维、介孔碳材料、富勒烯、石墨烯等作为前驱体进行氟化。这些纳米CFx材料通常具有较大的比表面积和较小的粒径，从而提高了电化学反应活性，Li+的快速扩散和反应电阻的降低，相比传统的氟化石墨，能够在一定程度上改善锂氟化碳电池的倍率特性。然而，随着纳米碳材料氟化程度的提升，其导电性随之降低，从而使得锂氟化碳电池在放电初期出现明显的电压滞后现象。而且这些纳米前躯体碳材料制备相对复杂，存在制备周期长，产率低和成本高等缺点，使得纳米CFx材料仍不具备商业化应用条件。
发明内容
本发明意在提供一种高电压氟化碳复合正极材料及其制备方法，以解决碳材料氟化后导电性差、大倍率输出电压滞后和工作电压平台低的问题。
本方案中的一种高电压氟化碳复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将金属M盐、表面活性剂加入到去离子水中并搅拌分散均匀，得到前驱体溶液；将前驱体溶液在80℃～100℃的温度下反应8～12h，然后冷却至室温，再使用去离子水、乙醇依次清洗，干燥后得到由纳米纤维构成的金属盐前驱体纳米球材料；
(2)、将步骤(1)中制备的纳米纤维构成的金属盐前驱体纳米球材料分散于去离子水中，加入有机碳源搅拌溶解，有机碳源的含量为0.1～0.8mol/L，然后在150℃～190℃的温度下反应8～12h，然后冷却至常温，再使用去离子水、乙醇依次清洗，干燥后得到有机碳源包覆的金属盐前驱体纳米球材料；
(3)、将步骤(2)中制备的有机碳源包覆的金属盐前驱体纳米球材料转移至氮气或惰性气体下在600℃～800℃的温度下煅烧2～4h，随炉冷却至室温，即得掺有金属单质M的纳米碳球；
(4)、将步骤(3)中制备的掺有金属单质M的纳米碳球放入反应器中，并向反应器中通入氮气或惰性气体使其内部压力达到0.05MPa～0.3MPa，保压时间12～15h；将反应器温度控制在600℃～800℃，再向反应器中持续充入反应气体反应4～8h，反应结束后，取出、研磨过筛，即得到高电压氟化碳复合正极材料；其中反应气体由气体氟源和稀释气体组成的混合气体，反应气体中气体氟源体积分数为6％～10％，气体氟源通入速度为0.08ml/min～0.20ml/min。
步骤(3)中，金属单质M是指步骤(1)中金属M盐所含金属M的金属单质。
本方案的有益效果：1、本发明高导电金属纤维做骨架，外加多孔碳层，共同构成高导电纳米碳球前驱体。经高温氟化，形成兼容氟化单金属/多金属和氟化碳的新型高电压氟化碳复合材料。由于上述复合材料中含有高导电金属单质纤维骨架，因此该复合材料具有较好的导电性能，同时具有较大比表面积，可增加活性反应位点。氟化碳组分可实现复合材料在提高导电性能的基础上具有高能量密度。此外，由于氟化金属的放电电压平台高于氟化碳材料，因此氟化单金属/多金属组分可有效解决氟化碳材料在高倍率放电初始阶段低波电压问题，同时可整体提高工作电压平台，使工作电压平台(0.5C倍率)由2.6V提升至3.2V；有效解决了商用氟化碳材料导电性差、大倍率输出电压滞后、工作电压平台低的问题。具体为:
在步骤(1)中，采用金属M盐作为新型高电压氟化碳复合正极材料中金属骨架前驱体，通过表面活性剂形成纳米纤维，并通过自组装形成金属M盐前驱体纳米球材料。这种多纤维堆积形成的团状结构可有效增加材料的比表面积，缩短离子扩散路径，其尺寸大小可通过表面活性剂浓度和反应时间控制。
在步骤(2)和步骤(3)中，经金属阳离子与有机碳源发生还原络合反应，实现金属M盐前驱体纳米球表面包覆有机碳源的目的。即可在导电金属离子骨架层的外层形成一层有机碳源层，形成包覆有有机碳源的金属M盐前驱体纳米球。经惰性环境中高温煅烧还原，有机碳源发生炭化形成为多孔碳，相应的金属离子被还原成金属单质骨架，共同构成高导电纳米碳球。
在步骤(4)高温氟化阶段，通过气体氟源反应速率和时间控制氟化程度，形成兼容氟化多金属和氟化碳的新型高电压氟化碳复合材料。在新型高电压氟化碳复合材料中，氟化多金属与氟化碳比例通过调控有机碳源包覆量调控。
进一步，步骤(1)中，所述金属M盐和表面活性剂加入去离子水后，金属M盐的物质的量为0.05mol/l～0.5mol/l；表面活性剂的物质的量为0.01mol/l～0.05mol/l。
步骤(1)中，金属M盐和表面活性剂加入到去离子水中后，磁力搅拌10～40min得到前驱体溶液。通过磁力搅拌具有较好的效果。
进一步，步骤(1)中所述的金属M盐为Ni盐、Ag盐、Cu盐、Al盐和Co盐中的至少一种。Ni盐可选乙酸镍、硝酸镍、钒酸镍等；Ag盐可选乙酸银，Cu盐可选乙酸铜，Al盐可选醋酸铝，Co盐可选硫酸钴、氯化钴、乙酸钴、草酸钴等可溶性金属盐。
进一步，步骤(1)中所述的表面活性剂为六次甲基四铵、十三乙烯二铵和尿素中的至少一种。
进一步，步骤(2)中所述的有机碳源为2-氨基对苯二甲酸、对苯二甲酸、2,5,-二羟基对苯二甲酸、1,4-苯二甲酸、均苯三酸、2-氨基对苯二甲酸和葡萄糖中的至少一种。
进一步，步骤(3)和步骤(4)中所述的惰性气体为氦气和氩气中的至少一种。
进一步，步骤(4)中所述的气体氟源为氟气和三氟化氮中的至少一种。
进一步，步骤(4)中所述的稀释气体为氮气和氩气中的至少一种。
基于上述制备方法，制备的高电压氟化碳复合正极材料可广泛应用于锂氟化碳电池中。
附图说明
图1为本发明实施例1～3一种高电压氟化碳复合正极材料的制备流程图；
图2为本发明实施例1制备的高电压氟化碳复合正极材料在3000倍率下的扫描电镜(SEM)图；
图3为本发明实施例1制备的高电压氟化碳复合正极材料在10000倍率下的扫描电镜(SEM)图；
图4为本发明实施例1制备的高电压氟化碳复合正极材料与现有商业氟化碳材料在0.5c倍率下的倍率性能和低压滞后性能对比图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例1基本如附图1所示：一种高电压氟化碳复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)、将金属M盐、表面活性剂逐步加入到去离子水中，采用磁力搅拌器磁力搅拌35min，得到前驱体溶液；将前驱体溶液置于95℃的反应釜中反应10h，然后冷却至室温，再使用去离子水、乙醇依次清洗，置于60℃真空干燥箱中干燥7h，得到由纳米纤维构成的金属盐前驱体纳米球材料；其中，金属M盐和表面活性剂加入去离子水后，金属M盐的物质的量为0.3mol/l；表面活性剂的物质的量为0.02mol/l。金属M盐为乙酸镍和硫酸钴的混合物，乙酸镍和硫酸钴的重量比为1:1；表面活性剂由重量比为1:1的六次甲基四铵和尿素混合而成。
(2)、将步骤(1)中制备的纳米纤维构成的金属盐前驱体纳米球材料分散于去离子水中，加入有机碳源搅拌溶解，有机碳源的含量为0.5mol/L，然后转移至反应釜中，在175℃的温度下反应10h，然后自然冷却至常温，再使用去离子水、乙醇依次清洗后，置于60℃真空干燥箱中干燥6～8h，得到有机碳源包覆的金属盐前驱体纳米球材料。其中，有机碳源由重量比为2:1的2-氨基对苯二甲酸和葡萄糖混合而成。
(3)、将步骤(2)中制备的有机碳源包覆的金属盐前驱体纳米球材料转移至氮气环境中，在700℃的温度下煅烧3h，随炉冷却至室温，即得掺有金属单质M的纳米碳球；金属单质M指金属单质Ni和Co。
(4)、将步骤(3)中制备的掺有金属单质M的纳米碳球放入反应器中，并向反应器中通入惰性气体使其内部压力达到0.2MPa，保压时间13h；将反应器温度控制在700℃，再向反应器中持续充入反应气体反应6h(反应过程中，一直保持反应器温度为700℃)，反应结束后，取出、研磨过200目筛，即得到高电压氟化碳复合正极材料；其中反应气体由气体氟源和稀释气体组成的混合气体，反应气体中气体氟源体积分数为8％，气体氟源通入速度为0.12ml/min，气体氟源为氟气，稀释气体为氩气。其中，惰性气体为氩气。
实施例2与实施例1的区别仅在于：步骤(1)中，金属M盐为乙酸铜；表面活性剂为十三乙烯二铵；乙酸铜和十三乙烯二铵加入去离子水后，乙酸铜的物质的量为0.5mol/l；十三乙烯二铵的物质的量为0.05mol/l；前驱体溶液在反应釜中的反应温度为80℃，反应为12h。步骤(2)中，有机碳源为2,5,-二羟基对苯二甲酸，有机碳源的含量为0.1mol/L；反应釜中的反应温度为150℃，反应时间为12h。步骤(3)中，使用氦气替换氮气；煅烧温度为600℃，煅烧时间为4h。步骤(4)中，惰性气体为氦气，气体氟源有体积比为1:1的氟气和三氟化氮构成；稀释气体为氮气。
实施例3与实施例1的区别仅在于：步骤(1)中，金属M盐由重量比为1:1的乙酸银和醋酸铝组成，Ag盐和Al盐的重量比为1:1；表面活性剂为尿素；乙酸银、醋酸铝和尿素加入去离子水后，Ag盐和Al盐总的物质的量为0.05mol/l；尿素的物质的量为0.01mol/l；前驱体溶液在反应釜中的反应温度为100℃，反应时间为8h。步骤(2)中，有机碳源的含量为0.8mol/L，有机碳源由重量比为1:1:1：1的对苯二甲酸、1,4-苯二甲酸、均苯三酸、2-氨基对苯二甲酸组成；反应釜中的反应温度为190℃，反应时间为8h；步骤(3)中，使用氩气替换氮气；煅烧温度为800℃，煅烧时间为2h。步骤(4)中，惰性气体为氩气，反应器温度控制在600℃；气体氟源为三氟化氮；稀释气体为体积比为1:1的氮气和氩气组成。
实施例1～3中，高电压氟化碳复合正极材料的制备流程如附图1所示。
本申请中，金属单质M与步骤(1)加入的金属M盐中的金属元素M相对应。
实施例1中制备的高电压氟化碳复合正极材料使用电镜(蔡司EVO18)对其微观形貌进行扫描，放大倍数分别为3000倍和10000倍，扫描电镜(SEM)图如附图2～3所示，从图2和图3可看出高电压氟化碳复合正极材料由尺寸均匀的纳米颗粒构成，颗粒尺寸约为50nm。
采用实施例1制备的高电压氟化碳复合正极材料与现有的商业氟化碳材料(山东重光光电FSKC)进行实验对比，具体实验过程为：采用实施例1制成的高电压氟化碳复合正极材料作为正极材料、SP和CNTS为导电剂、CMC+SBR为粘结剂，按照正极材料：导电剂：粘结剂＝80:10:10的质量比均匀混合制成正极浆料涂覆在铝箔上，100℃条件下进行干燥，金属锂作为负电极，在1％干燥房中进行一组锂氟化碳电池的组装。再采用商业氟化碳材料作为正极材料，其余与实施例1完全相同，进行另一组锂氟化碳电池组装。两组锂氟化碳电池同时进常温25℃、0.5C倍率条件下的放电测试，倍率性能和低压滞后性能对比如附图4所示。图4中明显观察到，商业氟化碳材料制成的电池在0.5C倍率下出现明显电压滞后峰，低波电压低至2.31V，放电平台电压为2.62V，工作电池窗口在3.58V～1.50V，材料的克比容量为655.39mAh/g。从图4可以看出，采用实施例1中的高电压氟化碳复合正极材料制成的电池，其放电平台电压可提高到3.22V，没有出现电压滞后情况，对应材料的克比容量可达到766.65mAh/g。因此，在同等电池制备条件下，高电压氟化碳复合正极材料制成的电池在相同倍率下，电压平台由2.62V提升至3.22V，且没有明显电压滞后现象，比能量提升率达到16.98％，体现出高电压氟化碳复合正极材料良好的导电性和较高的工作电压。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种高电压氟化碳复合正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、将金属M盐、表面活性剂加入到去离子水中并搅拌分散均匀，得到前驱体溶液；将前驱体溶液在80℃~100℃的温度下反应8~12h，然后冷却至室温，再使用去离子水、乙醇依次清洗，干燥后得到由纳米纤维构成的金属盐前驱体纳米球材料；所述金属M盐为Ni盐、Ag盐、Cu盐、Al盐和Co盐中的至少一种；
（2）、将步骤（1）中制备的纳米纤维构成的金属盐前驱体纳米球材料分散于去离子水中，加入有机碳源搅拌溶解，有机碳源的含量为0.1~0.8mol/L，然后在150℃~190℃的温度下反应8~12 h，然后冷却至常温，再使用去离子水、乙醇依次清洗，干燥后得到有机碳源包覆的金属盐前驱体纳米球材料；所述有机碳源为2-氨基对苯二甲酸、对苯二甲酸、2,5,-二羟基对苯二甲酸、1,4-苯二甲酸、均苯三酸和葡萄糖中的至少一种；
（3）、将步骤（2）中制备的有机碳源包覆的金属盐前驱体纳米球材料转移至氮气或惰性气体下在600℃~800℃的温度下煅烧2~4 h，随炉冷却至室温，即得掺有金属单质M的纳米碳球；
（4）、将步骤（3）中制备的掺有金属单质M的纳米碳球放入反应器中，并向反应器中通入氮气或惰性气体使其内部压力达到0.05MPa~0.3MPa，保压时间12~15 h；将反应器温度控制在600℃~800℃，再向反应器中持续充入反应气体反应4~8h ，反应结束后，取出、研磨过筛，即得到高电压氟化碳复合正极材料；其中反应气体由气体氟源和稀释气体组成的混合气体，反应气体中气体氟源体积分数为6%~10%，气体氟源通入速度为0.08 ml/min~0.20 ml/min。
2.根据权利要求1所述的一种高电压氟化碳复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述金属M盐和表面活性剂加入去离子水后，金属M盐的物质的量为0.05mol/l~0.5 mol/l；表面活性剂的物质的量为0.01mol/l~0.05 mol/l。
3.根据权利要求1或2所述的一种高电压氟化碳复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的表面活性剂为六次甲基四铵、十三乙烯二铵和尿素中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种高电压氟化碳复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）和步骤（4）中所述的惰性气体为氦气和氩气中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种高电压氟化碳复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的气体氟源为氟气和三氟化氮中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的一种高电压氟化碳复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的稀释气体为氮气和氩气中的至少一种。
7.一种高电压氟化碳复合正极材料，其特征在于：高电压氟化碳复合正极材料采用权利要求1、2、4、5或6所述的制备方法制备。
8.一种锂氟化碳电池，其特征在于：锂氟化碳电池包含权利要求7所述的高电压氟化碳复合正极材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109216698A (zh) * 2018-09-11 2019-01-15 山东理工大学 一种锂氟化碳电池正极材料氟化纳米石墨的制备方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110143208A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 Contour Energy Systems, Inc. Non-Aqueous Electrochemical Cell using Fluorinated Carbon-carbon Composite Electrode
CN107369834B (zh) * 2017-07-12 2020-08-07 天津巴莫科技股份有限公司 复合氟化碳正极材料及其制备方法和用途
CN110880599A (zh) * 2018-09-06 2020-03-13 天津大学 一种高性能氟化花生壳硬碳电极材料的制备方法
CN111204735B (zh) * 2020-01-16 2021-07-27 厦门稀土材料研究所 一种氟化碳材料的制备方法及其应用

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109216698A (zh) * 2018-09-11 2019-01-15 山东理工大学 一种锂氟化碳电池正极材料氟化纳米石墨的制备方法

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