【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池正极材料，涉及一种无水铁基普鲁士白类化合物的制备方法及其应用。
技术介绍
1、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。预计全球的可利用锂资源不能满足未来的需求，因而需要寻找可替代的电池材料。钠和锂是同一主族的元素，钠在地壳中的丰度为2.83%，是锂的丰度（20 ppm）的1400多倍，而且，钠资源在全球广泛分布，因此，钠离子电池正极材料可以取代锂离子电池的正极材料，而且成本会更低。同时，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，不需要开发新的工艺流程。因此，基于钠离子化合物为正极材料的钠离子电池具有重要的产业应用前景，特别是在大规模储能、低速电动车、二轮电动车等领域具有广阔的应用前景。
2、现有的钠离子电池正极材料中，普鲁士蓝类化合物因具有宽敞的钠离子扩散通道，以及丰富的储钠活性位点而备受关注。普鲁士蓝类化合物中的铁基普鲁士白化合物具有开放的框架结构，有利于钠离子的脱嵌，而且其理论比容量高，这些特点表明铁基普鲁士白化合物可以作为钠离子电池的正极材料。然而，铁基普鲁士白化合物由于其开放的晶体框架和在水体系中的共沉淀合成，其晶体结构中常常含有一定量的结晶水，从而降低该类化合物作为钠离子电池正极材料的循环稳定性。因此，去除液相共沉淀法合成的铁基普鲁士白化合物中的结晶水是推广其在钠离子电池的应用的重要手段。
3、申请公布号为cn 116409801 a的专利技术专利公开了一种聚吡咯包覆普鲁士蓝正极复合材料的制备方法，通过共沉淀法得到普鲁士蓝湿料，未经干燥
4、申请公布号为cn115321557a的专利技术专利公开了一种用于钠离子电池的普鲁士白复合材料，其在水溶液中进行球磨法合成，球磨过程中，结晶水可以通过球磨提供的热能和机械能从含水的前驱体中缓慢释放出来，这一小部分释放的结晶水可以溶解反应物，使反应进一步进行，此外，这一部分结晶水也会使反应更加均匀，提升普鲁士白的结晶度，提高了普鲁士白的稳定性，通过添加增强改性剂、噻吩能够进一步提升其球磨效果，进一步改善其缺陷，而且能够提高其导电性，增强其电化学性能。
技术实现思路
1、本专利技术针对传统液相共沉淀法制备的铁基普鲁士白化合物中结晶水从而降低钠离子电池正极材料循环稳定性的技术问题，提供一种无水铁基普鲁士白类化合物的制备方法，在过硫酸盐的强氧化性作用下，将结晶水去除，减少了电池充放电过程中结晶水脱出对有机电解液稳定性造成不利影响，提高了钠离子电池的循环稳定性和倍率性能。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种无水铁基普鲁士白类化合物的制备方法，包括以下步骤：
4、a、将采用传统液相共沉淀法制备的铁基普鲁士白类化合物和水形成悬浊液a；
5、b、将过硫酸盐、表面活性剂和钠添加剂配制的水溶液b加入到悬浊液a，得到悬浊液c；
6、c、悬浊液c在惰性气体的保护下，20～90 ℃搅拌0.5～24 h，然后陈化0.5～24 h；
7、d、陈化结束后去除上清液，离心洗涤沉淀，得到白色或浅蓝色沉淀物；
8、e、将沉淀物置于80～210 ℃真空干燥6～48 h即得到无水铁基普鲁士白类化合物。
9、在一个技术方案中，步骤b中过硫酸盐、表面活性剂、钠添加剂与铁基普鲁士白化合物的质量比为0.5～6:0～0.5：1～3:1。
10、在一个技术方案中，步骤b中过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸氢钾中的一种或多种。
11、在一个技术方案中，步骤b中钠添加剂为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、乙酸钠、柠檬酸三钠、抗坏血酸钠或硝酸钠中的一种或多种。
12、在一个技术方案中，步骤b中表面活性剂为季铵盐类表面活性剂或高分子表面活性剂。
13、在一个技术方案中，所述季铵盐类表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、氯化十二烷基二甲基苄基铵、十八烷基二甲基羟乙基铵硝酸盐中的一种。
14、在一个技术方案中，所述高分子表面活性剂选自聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚马来酰亚胺、季铵化聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡啶盐、聚二甲胺环氧氯丙烷中的一种。
15、在一个技术方案中，步骤e中所述无水铁基普鲁士白类化合物的结构通式为：naxm(1-m)fem[n(cn)4]6，式中：x为0.01～2.0，m为0～1，m、n为fe、mn、ni、cu、zn、co、cs中的任一种。
16、第二方面，本专利技术提供上述制备方法制备的无水铁基普鲁士白类化合物在钠离子电池正极材料上的应用。
17、相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
18、（1）本专利技术通过使用过硫酸根离子和表面活性剂，使液相共沉淀合成的铁基普鲁士白类化合物在过硫酸盐的强氧化性作用下脱去结晶水，晶相由单斜晶相转变为菱面体晶相，同时剔除了结晶度不好的材料，提高了材料的整体结晶度；而在氧化过程中添加钠添加剂，可以提供富na环境，避免材料结构变化。
19、（2）经过氧化处理后的无水铁基普鲁士白化合物作为钠离子电池正极材料，可以减少电池充放电过程中结晶水脱出对有机电解液稳定性造成不利影响，提高了钠离子电池的循环稳定性和倍率性能，以及在更宽的温区内的充放电性能。
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1.一种无水铁基普鲁士白类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中过硫酸盐、表面活性剂、钠添加剂与铁基普鲁士白化合物的质量比为0.5～6:0～0.5:1～3:1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸氢钾中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中钠添加剂为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、乙酸钠、柠檬酸三钠、抗坏血酸钠或硝酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中表面活性剂为季铵盐类表面活性剂或高分子表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述季铵盐类表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、氯化十二烷基二甲基苄基铵、十八烷基二甲基羟乙基铵硝酸盐中的一种。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述高分子表面活性剂选自聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚马来酰亚胺、季铵化聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡啶盐、聚二甲胺环氧氯丙烷
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤e中所述无水铁基普鲁士白类化合物的结构通式为：NaxM(1-m)Fem[N(CN)4]6，式中：x为0.01～2.0，m为0～1，M、N为Fe、Mn、Ni、Cu、Zn、Co、Cs中的任一种。
9.权利要求1~8任一项所述的制备方法制备的无水铁基普鲁士白类化合物在钠离子电池正极材料上的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种无水铁基普鲁士白类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中过硫酸盐、表面活性剂、钠添加剂与铁基普鲁士白化合物的质量比为0.5～6:0～0.5:1～3:1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸氢钾中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中钠添加剂为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、乙酸钠、柠檬酸三钠、抗坏血酸钠或硝酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b中表面活性剂为季铵盐类表面活性剂或高分子表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的制备方...
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