【技术实现步骤摘要】
氟磷酸盐基聚阴离子型化合物的制备方法及在钠离子电池中的应用
[0001]本专利技术涉及钠离子电池电极材料，属于钠离子电池领域，特别涉及氟磷酸盐基聚阴离子型化合物的制备方法及应用。
技术介绍
[0002]随着新能源汽车的普及，锂离子电池的需求不断增长，而目前全球的锂资源储量有限且分布不均造成了锂离子电池的原材料成本逐年上涨，进而导致锂离子电池价格居高不下。基于此，开发锂离子电池的替代品尤为重要，而钠离子电池与锂离子电池具有相似的工作原理，且钠离子电池因资源丰富，成本低廉，安全系数高等较锂离子电池更具资源优势和价格优势，因此具备在储能领域大规模利用的潜力。钠离子电池主要由正极，负极和电解液组合，正负极材料的化学性质据决定了钠离子电池的性能。目前钠离子电池用负极材料主要是硬碳，可以通过商业化途径购买，因此正极材料的性质对于钠离子电池性能的高低起到举足轻重的作用。基于此，为提升钠离子电池比能量、比功率、循环寿命，开发出性能优异的正极材料尤为重要。
[0003]目前已报导的钠离子电池正极材料主要包括3类：层状氧化物类、普鲁士蓝...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.氟磷酸盐基聚阴离子型化合物的制备方法，其特征在于，所述氟磷酸盐基聚阴离子型化合物具有式I或式II所示的结构；Na
3+x
V2‑
x
M
x
(PO4)2F3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式INa3V2‑
x
M
x
(PO4)2F3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式II0≤x<2；M为过渡金属；式I中M选自Mn和/或Fe；式II中M选自Cr和/或Ti；所述氟磷酸盐基聚阴离子型化合物的制备方法包括：步骤a
‑
1，将含有M源、钒源、磷源、氟源和铵源的原料混合，在非活性气氛中加热，获得熔融物；步骤a
‑
2，将所述熔融物与钠源混合，于惰性气氛下，进行阳离子交换反应，得到所述的氟磷酸盐基聚阴离子型化合物；或者所述聚阴离子型化合物具有式III所示的结构：A2MPO4F
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式III；式III中，A为Na；M为Fe；步骤b
‑
1，将含有M源、磷源、氟源和铵源的原料混合，在非活性气氛中加热，获得熔融物；步骤b
‑
2，将所述熔融物与钠源混合，在非活性气氛中烧结，得到所述的磷氟磷酸盐基聚阴离子型化合物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a
‑
1中，所述加热温度为500～1000℃，加热时间10min～2h；升温速率为2～10℃/min；优选为5℃/min；优选地，步骤a
‑
1中，当所述M选自Mn和/或Fe时，所述M源、钒源、磷源、氟源、铵源的摩尔比x:(2
‑
x):2:3:(3+x)；当所述M选自Cr和/或Ti时，M源、钒源、磷源、氟源、铵源的摩尔比x:(2
‑
x):2:3:3；M源、钒源、磷源、氟源、铵源的摩尔量以M元素、钒元素、磷元素、氟元素、铵元素的摩尔量计。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b
‑
1中，所述加热温度为750～1000℃，加热时间10min～2h；升温速率为2～10℃/min；优选为5℃/min；优选地，步骤b
‑
1中，所述M源、磷源、氟源、铵源的摩尔比1:1:1:2；M源、磷源、氟源、铵源的摩尔量以M元素、磷元素、氟元素、铵元素的摩尔量计；所述熔融物在与钠源混合前，还经过预处理的步骤，所述预处理是将熔融物置于非活性气氛中冷却，再经球磨处理；优选地，所述球磨采用高能球磨机，转速为200～800r/min，球磨处理2～6h；优选地，经球磨处理后得到颗粒的粒径为50～200nm；优选地，所述冷却的时间为10s～5min；冷却至20～30℃；步骤a
‑
2中，当所述M选自Mn和/或Fe时，所述熔融物含有(NH4)
3+x
V
x
M2‑
x
(PO4)2F3，熔融物
与钠源的摩尔比为1:3.5(3+x)；优选为1:3(3+x)；当M选自Cr和/或Ti时，所述熔融物含有(NH4)3V
x
M2‑
x
(PO4)2F3；熔融物与钠源的摩尔比为1:3.5；优选为1:3；优选地，步骤a
技术研发人员：徐蕊，李先锋，郑琼，邱艳玲，江明琴，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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