中空多孔立方体结构的锰基普鲁士蓝电极材料及其制法制造技术

本发明专利技术公开了一种中空多孔立方体结构的锰基普鲁士蓝电极材料及其制法，属于钠离子电池技术领域。具体步骤是：将铁氰化物、氯化钠和第一螯合剂混合物用去离子水配制为第一溶液，将锰源用去离子水配制为第二溶液。将第二溶液缓慢滴加至第一溶液中，搅拌至沉淀完全，陈化，离心收集沉淀并真空干燥得到前驱体。将干燥产物与第二螯合剂投入刻蚀剂中，冷凝回流并搅拌，陈化，离心并真空干燥得到目标产物，即中空多孔立方体结构的锰基普鲁士蓝电极材料。该电极材料分布均匀、颗粒规整、结晶度高，呈多孔海绵状颗粒，有出色的循环稳定性和较高的工作电压平台，具备广泛的应用。具备广泛的应用。具备广泛的应用。

【技术实现步骤摘要】
中空多孔立方体结构的锰基普鲁士蓝电极材料及其制法


[0001]本专利技术属于钠离子电池
，具体涉及一种中空多孔立方体结构的锰基普鲁士蓝电极材料及其制法。

技术介绍

[0002]近几年电化学储能领域发展迅速，正致力于高容量、高能量密度和高安全性电池的研发。锂离子电池(LIBs)作为电化学储能技术的主流产品，相比于铅酸电池和液流电池等传统的电化学储能装置，具有制备工艺成熟、工作电压高、能量密度高、循环寿命长等优点。目前，智能手机、笔记本电脑、电动汽车等电子产品的普及使得储能应用市场对锂离子电池的需求量急剧增加，锂离子电池安全性能低、资源分布不均等问题日益凸显；而钠离子电池(SIBs)与锂离子电池有着相似的工作机理，且成本明显低于锂电池，是未来锂离子电池的理想替代品。
[0003]具有三维开放结构的普鲁士蓝类似物(PBAs)材料因其成本低廉、理论容量高等特点，成为极具应用前景的电极材料之一，其中过渡金属锰更是理想的经济型离子材料；然而，该类材料合成过程中会产生亚铁氰根空位和结晶水，大大影响了结构的稳定性和材料性能。因此，通过加入螯合剂聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空多孔立方体结构的锰基普鲁士蓝电极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将钠源、亚铁氰化物和第一螯合剂混合物溶于去离子水中，形成淡黄色的第一溶液；将锰源溶于去离子水中，形成第二溶液；(2)将第二溶液加入第一溶液中，然后搅拌，在85
±
1℃加热24～36小时，得到白色溶液；(3)将白色溶液静置陈化48～72小时，再进行固液分离；获得的沉淀物洗涤，在80
±
1℃真空干燥20～32小时，得到前驱体，即表面多纤维的立方体锰基普鲁士蓝材料；(4)将前驱体和第二螯合剂混合物加入刻蚀剂中，搅拌2～4小时，制成混合溶液；(5)采用冷凝回流法将混合溶液加热至140
±
3℃，并保持4～8小时，然后静置陈化处理，获得陈化物料；将陈化物料进行二次固液分离，获得的二次沉淀物洗涤，在80
±
1℃真空干燥20～32小时，得到中空多孔立方体结构的锰基普鲁士蓝电极材料。2.根据权利要求1所述的一种中空多孔立方体结构的锰基普鲁士蓝电极材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中，亚铁氰化物为Na4Fe(CN)6·
10H2O和K4[Fe(CN)6]的混合物，Na4Fe(CN)6·
10H2O和K4[Fe(CN)6]的摩尔比为9:1；第一溶液中亚铁氰根浓度为0.03～0.06mol/L。3.根据权利要求1所述的一种中空多孔立方体结构的锰基普鲁士蓝电极材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中，钠源为氯化钠、乙酸钠和硫酸钠的混合物，氯化钠、乙酸钠和硫酸钠摩尔比为(9～10):0.5:0.25；钠离子与亚铁氰化物的摩尔比为(70～90):1。4.根据权利要求1所述的一种中空多孔立方体结构的锰基普鲁士蓝电极材料的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：任康瑞，魏婷婷，郑佳卉，罗振豪，曲津朋，刘朝志，伊廷锋，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：