一种高安全性铁基磷酸盐钠离子全电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高安全性铁基磷酸盐钠离子全电池及其制备方法，该全电池的负极材料为偏磷酸二价铁盐或亚磷酸二价铁盐或两者分别与碳材料的混合，其负极实际发生的可逆反应为：Fe2O3+6Na

【技术实现步骤摘要】
一种高安全性铁基磷酸盐钠离子全电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种钠离子全电池及其制备方法，尤其涉及一种高安全性铁基磷酸盐钠离子全电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]钠离子电池至今仍未实现产业化突破，瓶颈之一是缺少合适的实用化正负极材料。安全性，是制约离子电池发展应用的重要因素。电池安全性，不仅包括爆炸、失火等原因造成的危险，还包括生物安全性，如废旧电池回收或弃用对生物、环境等造成的危害。
[0003]一般情况下，锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的，随着电池容量的增加，电池体积也在增加，其散热性能变差，出事故的可能性将大幅增加。选择更安全的电极材料，如磷酸铁锂/钠材料，不含任何对人体有害的重金属元素，其结构中氧气很难析出，提高了材料的稳定性。磷酸铁锂/钠电池在大倍率放电，甚至过充放电过程中，也难以发生剧烈的氧化还原反应。同时，锂/钠在脱嵌后，晶格变化使晶胞（晶体的最小构成单位）最终体积会缩小，这正好抵消了碳负极在反应中增加的体积，所以，在充放电中磷酸铁锂/钠电池能够保持物理结构的稳定，消除了体积增大而产生电池爆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高安全性铁基磷酸盐钠离子全电池，其特征在于，该全电池的负极材料为偏磷酸二价铁盐或亚磷酸二价铁盐或两者分别与碳材料的混合，电池负极实际发生的可逆反应为：Fe2O
3 + 6Na
+ + 6e
‑ꢀ
⇔ꢀ
2Fe + 3Na2O；该全电池的正极材料为高价态的磷酸三价铁盐，经过钠化处理后，其正极的可逆反应为：NaFePO4ꢀ⇔ꢀ
Na1‑
x
FePO
4 + xNa
+ + xe
‑
。2.一种权利要求1所述的高安全性铁基磷酸盐钠离子全电池的构建方法，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）通过偏磷酸或者偏磷酸钠与二价铁盐反应，或者通过植酸螯合二价铁金属盐制备得到，或者通过植酸螯合三价铁金属盐高温原位还原制备得到低价态的偏磷酸二价铁盐或亚磷酸二价铁盐，或上述材料分别与碳材料的混合作为负极材料，并将之涂敷于铜箔上，制备成负极片；（2）通过直接氧化上述制备得到的负极材料作为正极材料，并将之涂敷于铝箔上，制备成正极片；（3）将上述两种电极分别做钠化处理：负极片的钠化处理通过在负极片上滴加电极液后，贴敷钠金属片而得到钠化负极片；将通过组装半电池，对电极为钠金属片，循环三次后充电至4.2
‑
4.7 V，在惰性气体保护下拆开半电池取出得到正极片，将钠化后的正负极组装为全电池即得到高安全性铁基磷酸盐钠离子全电池。3.根据权利要求2所述的高安全性铁基磷酸盐钠离子全电池的构建方法，其特征在于，步骤（1）中所述负极材料的制备方法为：冰水浴下，通过将偏磷酸或者偏磷酸钠与二价铁盐和导电聚合物单体原位聚合反应，或者通过植酸螯合二价铁金属盐和导电聚合物单体聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文惠，马彬，徐鹏，冯成杰，岳鹿，关荣锋，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：