一种钠离子电池电极材料KTiOPO4的合成及应用制造技术

一种钠离子电池负极材料KTiOPO4的合成及应用，属于新型化学电源领域。合成方法是将磷酸盐、钛氧化物预混均匀，在球磨罐中用乙醇浸润，然后将此混合物球磨并干燥，得到前驱体；再将前驱体进行烧结，得到KTiOPO4。该方法具有成本低廉，合成方法简单、易于实施的特点，将其用于钠离子电池负极材料，电池安全性能高、倍率性能好、循环性能稳定，在较高倍率(200mA g‑1)下可逆容量为89mAh g‑1，循环1000次，比容量几乎没有衰减，在充放电过程中可以避免钠枝晶的形成，解决了现有钠离子电池负极材料低电位下容易产生枝晶的问题。该电极材料可以与高电压正极材料匹配，提升钠离子电池性能。

【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池电极材料KTiOPO4的合成及应用
本专利技术涉及一种钠离子电池电极材料，特别是KTiOPO4的合成及应用，属于新型化学电源领域。
技术介绍
由于钠资源丰富，价格低廉的优势，且与锂离子具有相似的物理化学性质，钠离子电池被认为是下一代大规模储能技术的理想选择之一。然而，由于钠离子电池的半径比锂离子大，在固态中的扩散速率较慢，使得在锂离子电池中性能优异的电极材料在钠离子电池中并不能表现出较好的电化学性能。因此，寻求新型电极材料成为钠离子电池实用化的一大突破。在可充钠离子电池负极材料中，硬碳以及锡基、锑基材料都表现出较好的储钠性能，然而，碳基材料在较低的工作电压(＜0.1V)下容易产生钠枝晶，极易造成电池内部短路，有非常大的安全隐患；而锡基、锑基材料在与钠形成合金的过程中，会有非常大的体积膨胀，导致较低的库仑效率以及快速的容量衰减。因此，与正极材料的大量发展相比，寻找合适的负极材料更为紧迫。钛基材料由于嵌入/脱出的机理受到了广泛研究，如Na2Ti3O7，TiO2，Na2Ti6O13，NaTi2(PO4)3，Li4Ti5O12，Na0.66[Li0.22Ti0.78]O2等，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钠离子电池电极材料KTiOPO4的合成，其特征在于将磷酸盐、钛氧化物预混均匀，在球磨罐中用乙醇浸润，然后将此混合物球磨并干燥，得到前驱体；再将前驱体进行烧结，得到钠离子电池负极材料KTiOPO4。

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池电极材料KTiOPO4的合成，其特征在于将磷酸盐、钛氧化物预混均匀，在球磨罐中用乙醇浸润，然后将此混合物球磨并干燥，得到前驱体；再将前驱体进行烧结，得到钠离子电池负极材料KTiOPO4。2.如权利要求1所述钠离子电池电极材料KTiOPO4的合成，其特征在于，合成的KTiOPO4为Pna21空间群，晶胞参数具有由顶点共享的TiO6六面体和PO4四面体交错连接形成三维骨架隧道结构，钾离子分别位于隧道中心以及接近TiO6和PO4交点的位置。3.如权利要求1所述钠离子电池电极材料KTiOPO4的合成，其特征在于，所述磷酸盐为磷酸二氢钾或偏磷酸钾，钛氧化物为二氧化钛，磷酸盐与钛氧化物的摩尔比为1∶1～1.1；球磨转速为300～400rpm，球磨时间2～4h，干燥条件为60～80℃下恒温4h；烧结...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶占良，刘双，张雪静，邵涟漪，陈军，李海霞，梁静，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津,12