[发明专利]电池正极材料LiCrxMn2-xO4-yFy及正极片的制备方法

说明书

本发明涉及一种电池正极材料及正极片的制备方法，所述正极材料为掺铬、氟复合尖晶石型氧化物LiCr_xMn_2‑xO_4‑yF_y（0≤x≤0.5，0≤y≤0.3）。采用一步混合将锂的化合物、三氧化二铬、锰的化合物以及氟化锂按照比例n(Li):n(Cr):n(Mn):n(F)=1:x:2‑x:y混合均匀，然后在烘干箱中100‑200℃烘干5‑10h，在空气中530‑550℃热处理5‑10h，继续升温到650‑750℃，保温10‑20h，最终缓慢冷却到室温。该产物纯度高，用于热电池中稳定性好，电压平稳，容量大，在250℃下以10mA/cm²的电流密度放电，所测最高放电容量达到842 mAh/g。应用于地热或者石油—天然气勘探的钻孔设备中，能在高温、高压等严酷条件下持续平稳供电。本发明所述制备方法简单，生产和制造成本低廉。

技术领域

本发明属于能源技术领域，涉及一种电池正极材料LiCr_xMn_2-xO_4-yF_y（0≤x≤0.5，0≤y≤0.3）的制备，特别涉及热电池正极材料尖晶石型LiCr_xMn_2-xO_4-yF_y的制备，此制备方法得到的热电池正极材料容量大幅度提升，电压稳定。

背景技术

作为在军工领域广泛应用的热电池，具有存储时间长、安全可靠、高比能量、结构紧凑等特点。而随着当今对能源的大量需求以及能源结构的转变，对清洁和可再生能源的开发和利用受到越来越多的重视。在地热和深井油气开采环境中所需要的电池要承受高温高压等严苛条件，因此利用热电池的优点并对其改进在目前得到越来越多的关注。

深井石油、天然气等勘探开发的温度在200℃左右，地热开采温度会更高。但是目前商业化锂离子电池工作温度只有-55℃～70℃。Li-Mg/SOCl₂有机电解质电池的工作温度达到180℃，在更高的温度下必须安装昂贵真空杜瓦瓶加以保护。经过改性的热电池（高温电池）可以利用所工作环境的热量得到激活并工作，可以简化电池结构，降低电池制造成本。