CN119495741A 一种钾离子电池高熵正极材料及其制备方法和应用 （河南师范大学）

一种钾离子电池高熵正极材料及其制备方本发明公开了一种钾离子电池高熵正极材P2/岩盐双相共生结构的层状氧化物，其化学通类和掺杂元素含量的调控，最终形成具有P2/岩其中少量岩盐相的引入缓解了充电过程中TM层善了长循环过程中的颗粒内晶格畸变和裂纹的22.根据权利要求1所述的钾离子电池高熵正极材料的制备方法，其特征在于具体步骤步骤S2：将步骤S1得到的前驱体粉末烘干后压片并于800~1有P2/岩盐双相共生结构的层状氧化物即钾离子3.根据权利要求2所述的钾离子电池高熵正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S14.根据权利要求2所述的钾离子电池高熵正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S15.根据权利要求2所述的钾离子电池高熵正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S16.根据权利要求2所述的钾离子电池高熵正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S27.根据权利要求2所述的钾离子电池高熵正极材料的制备方法，其特征在于：步骤S2具有P2/岩盐双相共生结构的层状氧化物即钾离子电3[0002]随着现代社会能源消耗的日益增加，能源节约也必然成为当今发展的重点之探索结构稳定和高能量的正极材料以适应大离子半径K+可逆嵌入反应已成为当前研究的2从而抑制有害相变，而通过掺杂多种离子形成的高熵化合物则可以综合各个元素的优势，方法通过控制掺杂离子的比例和组成制备得到一种高结构稳定性和优异倍率性能的具有P2/岩盐双相共生结构的层状氧化物，制备的层状氧化物能够作为钾离子电池正极材料用<x≤0.1。4手套箱内，待冷却至室温得到具有P2/岩盐双相共生结构的层状氧化物即钾离子电池高熵状氧化物、SP导电炭黑和PVDF粘结剂按质量比7:2:1在N_甲基吡咯烷酮中混合均匀获得混1.本发明中多金属元素微量掺杂后形成的双相共生结构有效缓解循环过程中晶[0017]2.本发明中多金属元素微量掺杂后形成的双相共生结构可以在一定程度上提高K[0018]3.本发明中多金属元素微量掺杂后形成的双相共生结构不仅缓解了Mn3+带来的5[0030]图11为实施例1和对比例1、对比例2制备的正极材料在不同电流密度下的倍率性[0032]具有P2/岩盐双相共生结构的高熵层状氧化物钾离子电池正极材料K0.6Mn0.7Ni0.1Mg0.05Cu0.05Ti0.1O2满氩气的手套箱中，继续冷却至室温得到具有P2/岩盐双相共生结构的高熵层状氧化物钾离子电池正极材料K0.6Mn0.7Ni0.1Mg0.05Cu0.05Ti性物质的钾离子电池正极片。将制备的钾离子电池正极片和金属钾负极组装钾离子电池，子显微镜和高分辨率透射电子显微镜图可以看出，实施例1制备的双相高熵过渡金属层状6分别归属于P2相的(002)晶面和岩盐相(200)晶面。由图3可知本实施例制备的正极材料在纯P2相结构的高熵层状氧化物钾离子电池[0036]将上述制备好的正极材料按照与实施例1相同的制备方法进行结构表征与电化学具有P2/岩盐共生结构的低熵层状氧化物钾离子电池正极材料K0.6Mn0.8Ni0.2O2的满氩气的手套箱中，继续冷却至室温得到具有P2/岩盐双相共生结构的低熵层状氧化物钾离子电池正极材料K0.6Mn0.8.Ni[0039]按照与实施例1相同的方法对所制得的未掺杂任何微量元素的具有P2/岩盐双相低熵层状氧化物钾离子电池正极材料K0.6Mn0.8.Ni0.2O2进行结构表征7[0041]表1为实施例1和对比例1~2所制得的各样品用作钾离子电池正极材料制备的正极_1）_1）73.555.6善钾离子电池电极材料的电化学性能，所制备的高熵层状氧化物表现出优异的电化学性89