[发明专利]一种基于镍锰二元氧化物的钾离子电池正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于镍锰二元氧化物的钾离子电池正极材料及其制备方法。该方法包括以下步骤：将镍盐、锰盐、钾盐和掺杂元素盐类溶于去离子水得到一定浓度的金属离子盐溶液；将金属离子盐溶液加入到有机酸或者盐溶液并搅拌；将有机酸或者有机酸盐前驱体悬浊液加热蒸发水份直至水份蒸发完全，得到有机酸盐的前驱体粉末；或者直接将含有镍/锰/钾的有机酸盐类直接混合，得到有机酸盐的前驱体；将前驱体粉末研磨，预烧结，然后再研磨，在高温下焙烧得到正极材料。该制备方法操作步骤可控性高，生产成本低廉，较易进行规模化生产。

主权项

1.一种基于镍锰二元氧化物的钾离子电池正极材料，其化学式为：K_aX_mNi_bMn_cO₂；其中0.4≤a≤1.2，0≤m≤0.1，0.1≤b≤0.5，0.5≤c≤0.9，b+c=1；所述X包括Fe、Al、Mg或Li；所述基于镍锰二元氧化物的钾离子电池正极材料的制备方法，包括如下步骤：（1）将可溶性的镍盐、锰盐、钾盐和掺杂元素盐溶解于有机溶剂与去离子水的混合溶剂中配成溶液A；（2）将有机酸或者有机酸盐溶解于有机溶剂与去离子水形成的混合溶剂中得到溶液B；（3）在搅拌下将溶液A加入到溶液B中，混合均匀并连续搅拌，得到悬浊液C；（4）制备含有镍锰钾的前驱体粉末包括如下步骤之一：真空下加热悬浊液C直至蒸干水分得到含有镍锰钾的前驱体粉末；或者将悬浊液C过滤、干燥得到前驱体粉末；（5）将步骤（4）得到的有机酸盐前驱体粉末进行研磨，预烧结，研磨，再焙烧，即得到化学式为K_aX_mNi_bMn_cO₂（0.4≤a≤1.2，0≤m≤0.1，0.1≤b≤0.5，0.5≤c≤0.9，b+c=1）的正极材料；步骤（5）的具体操作为：将干燥后的前驱体材料进行研磨，在空气气氛中300~500℃预烧结3~6h，然后冷却至室温进行研磨，最后升温到700~1000℃焙烧8~20h。