基于磁修饰的半固态流体正极及其制备方法和应用

文档序号:33424299发布日期:2023-03-11 01:11阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种基于磁修饰的半固态流体正极,其特征在于:包括复合材料、导电剂和电解液,所述复合材料、所述导电剂和所述电解液以一定比例混合,得到半固态流体正极;其中,所述复合材料由正极活性材料、超顺磁性材料和碳材料复合制得。2.根据权利要求1所述的基于磁修饰的半固态流体正极,其特征在于:所述正极活性材料选自锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂或磷酸铁锂中的一种或几种,优选的,所述正极活性材料为锰酸锂。3.根据权利要求1所述的基于磁修饰的半固态流体正极,其特征在于:所述超顺磁性材料选自铁、钴、镍、四氧化三铁或三氧化二铁中的一种或几种,优选的,所述超顺磁性材料为四氧化三铁。4.根据权利要求1所述的基于磁修饰的半固态流体正极,其特征在于:所述碳材料选自碳纳米管、氮掺杂石墨烯、碳纤维和氧化石墨烯的一种或几种,优选的,所述碳材料为碳纳米管。5.根据权利要求1所述的基于磁修饰的半固态流体正极,其特征在于:所述导电剂选自科琴黑、乙炔黑、碳纤维或碳纳米管中的一种或几种,优选的,所述导电剂为科琴黑。6.根据权利要求1所述的基于磁修饰的半固态流体正极,其特征在于:所述电解液为六氟磷酸锂溶于碳酸乙烯酯/碳酸二乙脂/碳酸二甲酯(lipf6+ec/dmc/dec)。7.根据权利要求1所述的基于磁修饰的半固态流体正极,其特征在于:所述复合材料、导电剂和电解液以体积比为3-5:5-20:30-50混合,优选的,所述复合材料、导电剂和电解液以体积比为3:10:37.5混合。8.一种基于磁修饰的半固态流体正极的制备方法,其特征在于:所述基于磁修饰的半固态流体正极包括权利要求1-7任一项所述的基于磁修饰的半固态流体正极,所述制备方法包括:制备复合材料,所述复合材料的制备包括以下步骤:步骤1,制备超顺磁性材料悬浮液;步骤2,将超顺磁性材料负载到正极活性材料表面;步骤3,将碳材料负载到正极活性材料/超顺磁性材料复合材料表面;步骤4,将步骤3得到的样品进行真空干燥,备用。9.根据权利要求8所述的基于磁修饰的半固态流体正极的制备方法,其特征在于:步骤1中,所述超顺磁性材料悬浮液包括四氧化三铁悬浮液,所述四氧化三铁悬浮液中超顺磁性材料的质量与溶剂的体积比为30-50mg:1-5ml,优选为30-40mg:1ml,更优选为35mg:1ml;优选的,步骤2中,所述正极活性材料与超顺磁性材料的质量比为13-15:1,优选为15:1。10.根据权利要求8所述的基于磁修饰的半固态流体正极的制备方法,其特征在于:步骤3中,所述碳材料包括碳纳米管,所述碳纳米管先制备成悬浮液,其中所述碳纳米管的质量与溶剂的体积比为1-5mg:1ml,优选为1mg:1ml;所述溶剂包括体积比为1:1的乙醇和去离子水混合液;优选的,所述正极活性材料/超顺磁性材料复合材料与碳材料的质量比为90-99:10-1,优选为95:5;优选的,步骤4中,所述样品在真空干燥箱中先抽真空,然后在20-60℃下干燥10-16h,
优选为在25℃下干燥10h。11.如权利要求1-7任一项所述的基于磁修饰的半固态流体正极或权利要求8-10任一项所述的制备方法的应用,其特征在于,在磁场调控下,基于磁修饰的半固态流体正极用于改善电池性能。

技术总结
本发明公开了一种基于磁修饰的半固态流体正极及其制备方法和应用。一种基于磁修饰的半固态流体正极,包括复合材料、导电剂和电解液,复合材料、导电剂和电解液以一定比例混合,得到半固态流体正极;该复合材料由正极活性材料、超顺磁性纳米材料和碳材料复合而成,并与导电剂和电解液以一定比例混合制备成浆料,具有良好的磁响应性和高电导率。将该浆料作为半固态流体正极用于锂离子电池,在磁场下,通过调控电极内部微结构,使固体活性颗粒紧密接触,缩短了电子传输路径,提高了半固态流体电池的比容量。本发明提供的基于磁修饰的半固态流体正极的设计与调控方法,可为新型半固态浆料电极的设计提供指导及理论依据,并推广到其他电池体系中。他电池体系中。他电池体系中。


技术研发人员:刘昊 白小洁 廖立兵
受保护的技术使用者:中国地质大学(北京)
技术研发日:2022.12.08
技术公布日:2023/3/10
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