The invention relates to a sodium-rich and anhydrous Prussian blue analogue material, and its preparation method includes the following steps: using potassium ferrocyanide or sodium ferrocyanide, sodium chloride and manganese chloride as precursors to prepare Prussian blue analogues, forming a suspension; collecting solid materials in the suspension by centrifugation and filtration, washing the suspension with water until there is no residual sodium chloride in the product; Sodium-rich Prussian blue analogues are obtained; the sodium-rich Prussian blue analogues are ground into powder, laid in the ark, and calcined in the constant temperature zone of the tubular furnace: a kind or mixture of N2, He, or Ar is used as inert gas source, and the tube furnace is heated to 180 C at the heating rate of 1-10 C/min, and the interstitial water is removed by holding for 2 3 hours. After cooling to room temperature, the sodium-rich Prussian blue analogues are obtained. Anhydrous Prussian blue analogue material. The composites of Prussian blue analogues were prepared and applied to the cathode of sodium ion batteries.
【技术实现步骤摘要】
富钠、无水普鲁士蓝类似物材料的制备及其应用
本专利技术涉及一种富钠、无间隙水的普鲁士蓝类似物材料的制备及其应用,属于钠离子二次电池正极材料
技术介绍
能源和环境问题是当今世界最受关注的议题。目前,化石能源(煤、石油和天然气等)每年的消耗量占全球能源总消耗量的85%以上,而化石能源储量有限,人类对能源的需求增长和对化石能源无节制地开采,必将导致化石能源枯竭的窘境。同时,化石能源的使用会引发环境污染、温室效应、雾霾等环境问题,因此急需探索新的能源体系。在各种储能方式中,电化学储能是最为简便、高效的一种方式,成为储能技术发展的主流。其中锂离子电池因其具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、自放电率小和绿色环保等突出优势,在手机、笔记本电脑、数码相机、电动工具等领域得到了广泛应用。然而,不断增长的锂离子电池市场,必然带来锂资源短缺和锂价格上涨的问题。由此,需要发展资源丰富和价格低廉的新型储能体系。钠离子电池体系由于具有资源丰富、价格低廉、环境友好,以及与锂离子电池相近的电化学性质,近几年受到广泛关注,为电化学储能提供了新的选择。从目前的研究看,钠离子电池正极材料的比容量(80~150mAh/g)仍远远低于负极材料(碳材料:~250mAh/g;合金材料:400~600mAh/g),因此发展高性能的嵌钠正极材料是提高钠离子电池比能量和推进其应用的关键。富钠型的普鲁士蓝类似物材料具有丰富的钠储量,并且这种材料具有三维的钠离子嵌脱通道可以供离子半径较大的钠离子进行嵌入/脱出。它的优势主要有三点:(1)刚性的框架结构和开放性的大孔隙、位点保证离子半径较大的钠离子可 ...
【技术保护点】
1.一种富钠、无水的普鲁士蓝类似物材料,其特征在于,该材料为粒径均一、分散均匀的普鲁士蓝类似物纳米颗粒,其中普鲁士蓝类似物纳米颗粒粒径在100‑400nm,呈棱角分明的小立方体形貌。上述结构的富钠、无水普鲁士蓝类似物材料的制备方法,包括以下步骤:(1).以亚铁氰化钾或亚铁氰化钠、氯化钠和氯化锰作为制备普鲁士蓝类似物的前驱体,以亚铁氰化物和氯化锰摩尔比1:1,氯化钠和去离子水质量比(0.34~0.36):1计,将亚铁氰化钾或亚铁氰化钠加入到去离子水中,搅拌均匀后,将氯化钠加入该溶液中形成氯化钠的饱和溶液,将氯化锰溶于去离子水,搅拌均匀后,逐滴加入上述饱和溶液中,形成悬浊液;(2).用离心和抽滤的方法收集悬浊液中的固体材料,水洗至产物中没有剩余的氯化钠为止,得到富钠的普鲁士蓝类似物;(3).将步骤(2)制得的富钠普鲁士蓝类似物研磨成粉末,铺于方舟中,置于管式炉恒温区进行煅烧:以N2、He、或Ar的一种或混合作为惰性气体源,以1~10℃/min的升温速度升温管式炉至180℃,保温2‑3h除去间隙水,结束后随炉冷却至室温,得到富钠、无水的普鲁士蓝类似物材料。
【技术特征摘要】
1.一种富钠、无水的普鲁士蓝类似物材料,其特征在于,该材料为粒径均一、分散均匀的普鲁士蓝类似物纳米颗粒,其中普鲁士蓝类似物纳米颗粒粒径在100-400nm,呈棱角分明的小立方体形貌。上述结构的富钠、无水普鲁士蓝类似物材料的制备方法,包括以下步骤:(1).以亚铁氰化钾或亚铁氰化钠、氯化钠和氯化锰作为制备普鲁士蓝类似物的前驱体,以亚铁氰化物和氯化锰摩尔比1:1,氯化钠和去离子水质量比(0.34~0.36):1计,将亚铁氰化钾或亚铁氰化钠加入到去离子水中,搅拌均匀后,将氯化钠加入该溶液中形成氯化钠的饱和溶液,将...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵乃勤,毛乐佳,刘恩佐,马丽颖,沙军威,师春生,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。