一种普鲁士蓝类化合物的脱水方法技术

本发明专利技术提供了一种普鲁士蓝类化合物的脱水方法，包括步骤：S1、将制备好的普鲁士蓝类化合物进行干燥脱除其中的游离水；S2、将步骤S1干燥后的普鲁士蓝类化合物与金属粉末按一定比例混合，搅拌均匀；S3、将步骤S2搅拌好的粉末加入到球磨机中，抽取真空环境进行球磨；S4、将步骤S3球磨完成后的材料转移至真空烘箱中，加热脱水。本发明专利技术通过不稳定的金属粉末在混合后的球磨过程中与普鲁士蓝类化合物晶体结构中的水分子进行反应，可较好地脱除掉普鲁士蓝系化合物中难以去除掉的水分，最后得到的复合材料具有更大的比容量，提高了普鲁士蓝系化合物的电学性能，在充放电过程中的容量更大，循环效果更好。效果更好。效果更好。

【技术实现步骤摘要】
一种普鲁士蓝类化合物的脱水方法


[0001]本专利技术涉及普鲁士蓝类化合物
，尤其涉及一种普鲁士蓝类化合物的脱水方法。

技术介绍

[0002]目前，锂离子电池在电动汽车、3C产品，储能等领域的应用快速增长，但是全球可利用锂资源预计在未来已不能满足需求，因而需要寻找不受资源限制的电池技术。钠在地壳中储量丰富，不存在资源枯竭的限制，并且钠离子电池与锂离子电池原理相似，可使用相同的制造设备，同时具有材料成本低的优势，是目前最有产业应用前景的电池技术之一，在规模储能、低速车等领域具有广阔的应用前景。
[0003]正极材料是钠离子电池的组件中最重要的部分，直接决定了电池的容量。当前，普鲁士蓝系化合物是钠离子电池的正极材料最有应用价值之一的材料，具有合成工艺简单、原料成本低，电压平台高、循环寿命长、低温性能优的特点。普鲁士蓝类化合物，其化学表达式为NaxM1[M2(CN)6]y，M1、M2为过渡金属元素，可采用Fe、Mn、Cu、Ni、Co等。
[0004]现有合成普鲁士蓝的方法是采用共沉淀法，将含有二价金属盐的溶液缓慢滴加到亚铁氰化钠溶液中生成普鲁士蓝沉淀，由于在制备普鲁士蓝材料过程中，是采用在水相溶液中逐步替代反应，由于金属离子从水溶液到生产普鲁士蓝时，金属离子中的络合水分子会快速进入普鲁士蓝结构中，并且水分子一直存在于普鲁士蓝材料。
[0005]普鲁士蓝材料制备完成后，在脱水过程中，材料内部的水分子是极难被干燥脱出，因为普鲁士蓝结构为较为宽敞的晶格结构，水分子会一直存在于晶格结构中，这种材料在制备钠离子电池后，一方面水分子占领了晶格结构，导致比容量偏低，另一方面水分子在电化学过程中会分解产生气体，导致电池性能快速衰减。传统的普鲁士蓝脱水措施，大多为高温下、低压下进行脱水，但这种方式较难脱除晶格内部的水分子，脱除效率较低。
[0006]因此有必要提供一种新的普鲁士蓝类化合物的脱水方法，以克服上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种普鲁士蓝类化合物的脱水方法。
[0008]本专利技术提供如下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种普鲁士蓝类化合物的脱水方法，包括步骤：
[0010]S1、将制备好的普鲁士蓝类化合物进行干燥脱除其中的游离水；
[0011]S2、将步骤S1干燥后的普鲁士蓝类化合物与金属粉末按一定比例混合，搅拌均匀；
[0012]S3、将步骤S2搅拌好的粉末加入到球磨机中，抽取真空环境进行球磨；
[0013]S4、将步骤S3球磨完成后的材料转移至真空烘箱中，加热脱水。
[0014]不稳定的金属粉末具有较强的争夺水分的能力，通过与晶体结构中的水分子进行反应，脱除掉普鲁士蓝系化合物中难以去除掉的水分。
[0015]进一步地，所述普鲁士蓝类化合物为Na2Fe[Fe(CN)6]、Na2Mn[Fe(CN)6]或Na2Ni
0.3
Mn
0.7
[Fe(CN)6]中的一种。
[0016]进一步地，所述金属粉末为铜粉、铝粉、镁粉或铁粉中的一种。
[0017]进一步地，鲁士蓝类化合物与金属粉末的质量比为99.2:0.8～96.8:3.2。
[0018]进一步地，步骤S3还包括球磨机中加入氧化锆球，在球磨机速度200
‑
400r/min条件下球磨2
‑
6h。
[0019]进一步地，步骤S4还包括在真空烘箱中加热到100
‑
150℃，加热6h，脱水得到普鲁士蓝类化合物和金属氧化物的复合材料。
[0020]本专利技术的目的还在于提供一种普鲁士蓝类化合物钠离子电池正极材料，通过上述方法脱水制得的普鲁士蓝类化合物和金属氧化物的复合材料。
[0021]经上述方法真空加热后生成的金属氧化物包覆在普鲁士蓝系化合物表面，比容量更大，进一步提高了普鲁士蓝系化合物的电学性能，充放电过程中的容量更大，循环效果更好。
[0022]本专利技术具有以下有益效果：
[0023]1、不稳定的金属粉末具有较强的争夺水分的能力，与普鲁士蓝系化合物混合后在球磨过程中通过与晶体结构中的水分子进行反应，可以较好地脱除掉普鲁士蓝系化合物中难以去除掉的水分；
[0024]2、生成的复合材料中金属氧化物包覆在普鲁士蓝系化合物表面，比容量更大，进一步提高了普鲁士蓝系化合物的电学性能，在充放电过程中的容量更大，循环效果更好。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0026]图1为本专利技术实施例3和对比例1制得材料的热失重分析图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术提供一种普鲁士蓝类化合物的脱水方法，包括步骤：
[0029]S1、将制备好的普鲁士蓝类化合物进行干燥脱除其中的游离水；
[0030]S2、将步骤S1干燥后的普鲁士蓝类化合物与金属粉末按一定比例混合，搅拌均匀；
[0031]S3、将步骤S2搅拌好的粉末加入到球磨机中，抽取真空环境进行球磨；
[0032]S4、将步骤S3球磨完成后的材料转移至真空烘箱中，加热脱水。
[0033]其中，普鲁士蓝化合物为Na2Fe[Fe(CN)6]、Na2Mn[Fe(CN)6]或Na2Ni
0.3
Mn
0.7
[Fe(CN)6]中的一种。
[0034]金属粉末为铜粉、铁粉、铝粉或镁粉中的一种。
[0035]普鲁士蓝材料与金属粉末的质量比为99.2:0.8～96.8:3.2。
[0036]涉及到的反应包括：
[0037](1)普鲁士蓝系化合物与金属粉末球磨反应：
[0038]NaxM1[M2(CN)6]y
·
zH2O+Cu
→
NaxM1[M2(CN)6]y+Cu(OH)2[0039]NaxM1[M2(CN)6]y
·
zH2O+Al
→
NaxM1[M2(CN)6]y+Al(OH)3[0040]NaxM1[M2(CN)6]y
·
zH2O+Mg
→
NaxM1[M2(CN)6]y+Mg(OH)2[0041]NaxM1[M2(CN)6]y
·
zH2O+Fe
→
NaxM1[M2(CN)6]y+Fe(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种普鲁士蓝类化合物的脱水方法，其特征在于，包括步骤：S1、将制备好的普鲁士蓝类化合物进行干燥脱除其中的游离水；S2、将步骤S1干燥后的普鲁士蓝类化合物与金属粉末按一定比例混合，搅拌均匀；S3、将步骤S2搅拌好的粉末加入到球磨机中，抽取真空环境进行球磨；S4、将步骤S3球磨完成后的材料转移至真空烘箱中，加热脱水。2.如权利要求1所述的普鲁士蓝类化合物的脱水方法，其特征在于：所述普鲁士蓝类化合物为Na2Fe[Fe(CN)6]、Na2Mn[Fe(CN)6]或Na2Ni

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，詹豪旭，苏炳君，杨浩，何依冉，邱彪，
申请(专利权)人：东莞市博钠新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：