The synthesis method of sodium ferric sulfate cathode material includes the following steps: (1) After weighing and mixing Na2SO4 and FeSO4.7H2O in molar ratio of 1:(1.4-2.0), adding carbon source into the mixture, the quality of carbon source is 0.75-1.5% wt of the mass of the mixture, after mixing uniformly, high-energy ball milling several times, 20-30 minutes each time, to obtain highly dispersed uniform powder; (2) homogeneous powder after ball milling. The final product was calcined in inert atmosphere of high purity argon at 320-380 C for 10-30 hours, then cooled to room temperature with the furnace, and grinded manually for 3-10 minutes until no large particles were found in the naked eye. The synthesis method of the invention is simple, the operation process is short and the product performance is excellent.
【技术实现步骤摘要】
硫酸铁钠正极材料的合成方法
本专利技术属于锂离子电池正极材料制备领域,具体涉及一种以Na2SO4和FeSO4·7H2O为主料合成Na2+2xFe2-x(SO4)3材料的方法。
技术介绍
环境和能源危机日渐严峻,开发低价环保的新型能源及能源的存储与转换备受各国政府和科技研究者的高度瞩目。锂离子二次电池迅速崛起,其正极材料的研究主要集中在层状氧化物LiMO2(M=Co、Mn、Ni),聚阴离子型LiFePO4,高电压Li[Ni0.5Mn1.5]O4及富锂材料xLi2MnO3·(1-x)LiMO2等。在众多的锂离子正极材料中,磷酸亚铁锂LiFePO4和三元层状材料LiNixCoyMnzO2得到广泛研究。然而,这些材料均面临着一个共同的难题,即全球锂资源稀缺,成本居高不下。作为锂离子正极材料尤其是三元材料,Li及Ni、Co等过渡金属元素的高成本和高污染与可持续发展的智能电网的储能需求相矛盾,直接导致对低成本、环境友好的可替代材料的探索。作为锂离子的同族元素,钠离子与锂离子的电化学行为相似,且钠元素在地壳中含量排名第六,储量丰富,从海水中提取也方便,研究者们一直致力寻找和研究成本低、电压高及能量密度大的钠离子电池正极材料,以满足大规模智能电网的储能需求。目前,研究相对成熟的聚阴离子型钠离子电池磷酸钒钠(Na3V2(PO4)3)和普鲁士蓝(NaxFe(CN)6·yH2O)中的V3+、CN-有毒,且相对于储量丰富廉价的铁源而言,钒源是一种高价原料。自2014年首次报道的Na2+2xFe2-x(SO4)3正极材料由于电压高,成本低的优势进入研究者的视野。该聚阴离子正极材料拥 ...
【技术保护点】
1.硫酸铁钠正极材料的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:将Na2SO4和FeSO4·7H2O按照摩尔比为1:(1.4~2.0)称量并混合后,在该混合物中添加碳源,碳源质量为混合物质量的0.75~1.5%wt,混合均匀后,高能球磨数次,每次20~30min,获得高度分散的均匀粉末;步骤二:将步骤一球磨后的均匀粉末在320~380℃高纯度氩气的惰性氛围下煅烧10~30h后,产物随炉冷却至室温,再手动研磨3~10min,直至肉眼未见大颗粒时,即为最终材料。
【技术特征摘要】
1.硫酸铁钠正极材料的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:将Na2SO4和FeSO4·7H2O按照摩尔比为1:(1.4~2.0)称量并混合后,在该混合物中添加碳源,碳源质量为混合物质量的0.75~1.5%wt,混合均匀后,高能球磨数次,每次20~30min,获得高度分散的均匀粉末;步骤二:将步骤一球磨后的均匀粉末在320~380℃高纯度氩气的惰性氛围下煅烧10~30h后,产物随炉冷却至室温,再手动研磨3~10min,直至肉眼未见大颗粒时,即为最终材料。2.如权利要求1所述的硫酸铁钠正极材料的合成方法,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴振国,刘玉妹,郭孝东,向伟,钟本和,
申请(专利权)人:四川大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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