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技术

本发明专利技术提供一种磷酸盐基聚阴离子型化合物的制备方法，包括：步骤a

【技术实现步骤摘要】
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。

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：层状氧化物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.磷酸盐基聚阴离子型化合物的制备方法，其特征在于，所述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)3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式I；Na3V2‑
x
M
x
(PO4)3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式II；0≤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、磷源的原料混合，在非活性气氛中加热处理，获得熔融物；步骤a
‑
2，将所述熔融物、钠源、磷源混合，在非活性气氛中烧结，得到所述的磷酸盐基聚阴离子型化合物；或者所述磷酸盐基聚阴离子型化合物具有式III或式IV或式V所示的结构：A4M3(PO4)2P2O7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式III；AMPO4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式IV；A2MP2O7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式V；式III、式IV或式V中，A为Na；M为Fe；步骤b
‑
1，将含有M源、磷源的原料混合，在非活性气氛中加热处理，获得熔融物；步骤b
‑
2，将所述熔融物与钠源、磷源或与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，所述加热条件是500～1000℃，加热时间10min～2h；升温速率为2～10℃/min；步骤b
‑
1中，所述加热条件是600～1000℃，加热时间10min～2h；升温速率为2～10℃/min；优选地，步骤a
‑
1中，所述磷酸盐基聚阴离子化合物为式Ⅰ所示的结构，所述M源、钒源、磷源的摩尔比为x:(2
‑
x):(6
‑
x)/3；所述磷酸盐基聚阴离子化合物为式Ⅱ所示的结构，所述M源、钒源、磷源的摩尔比为x:(2
‑
x):2；所述M源、钒源、磷源的摩尔量以M元素、钒元素、磷元素的摩尔量计；优选地，步骤b
‑
1中，所述磷酸盐基聚阴离子化合物为式Ⅲ、Ⅳ、
Ⅴ
所示的结构，所述M源、磷源的摩尔比为1:1；所述M源、磷源的摩尔量以M元素、磷元素的摩尔量计。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述熔融物在与钠源、磷源混合前或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后，再经球磨处理；优选地，经球磨处理后得到的颗粒的粒径为50～200nm；优选地，所述的冷却的时间为10s～5min；冷却至20～30℃；优选地，所述球磨是采用高能球磨机，转速为200～800r/min，球磨处理2～6h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a
‑
2中，所述烧结的条件为660～850℃，烧结时间2～20h；升温速率为2～10℃/
min；优选地，步骤a
‑
2中，所述磷酸盐基聚阴离子化合物为式Ⅰ所示的结构，所述熔融物含有V2‑
x
M
x
(PO4)
(6
‑
x)/3
，所述V2‑
x
M
x
(PO4)
(6
‑
x)/3
、钠源、磷源的摩尔比为1:(3+x)...

【专利技术属性】
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：