一种富钠、低水含量普鲁士蓝正极材料及其制备方法、钠离子电池技术

本发明专利技术提供了一种富钠、低水含量普鲁士蓝正极材料的制备方法，包括：将亚铁氰化钠或其水合物、络合剂在惰性气体气氛和一定温度下溶解于脱氧水中得到混合溶液A；将过渡金属盐或其水合物、补钠剂、络合剂、辅助络合剂在惰性气体气氛和一定温度下溶解于脱氧水中得到混合溶液B；通过动态速率调控将溶液A和溶液B滴加到具有正压惰性气氛和一定温度的容器中不断搅拌，滴完后继续搅拌一段时间，然后静置、离心、真空干燥，得到所述普鲁士蓝正极材料。该普鲁士蓝正极材料包含菱形相和立方相的混合相结构，具有钠含量高、水含量低的特点。采用本发明专利技术方法得到的正极材料组装的电池在小电流密度下可以接近理论比容量，在大电流密度下仍有较高的比容量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能材料，特别地，涉及一种富钠、低水含量的混合相普鲁士蓝正极材料及其制备方法，以及在钠离子电池中的应用。

技术介绍

1、自1991年锂离子电池实现商业化以来，其已广泛应用于便携式电子产品和电动汽车领域。但由于锂资源有限，限制了锂离子电池在电动汽车和大规模储能中的进一步应用。钠作为锂的同族元素，具有和锂类似的性质，且钠资源储量丰富，廉价易得。钠离子电池具有和锂离子电池相似的工作机理，成为锂离子电池之后最有潜力的电池储能器件。

2、目前钠离子电池商业化的正极材料以普鲁士蓝类材料、聚阴离子化合物和层状金属氧化物为主。普鲁士蓝类材料具有三维的开放骨架、结构和化学成分可调、理论比容量高、无毒无害、易于合成等优点，有利于实现大规模应用。

3、普鲁士蓝类材料可以通过水热法和共沉淀法制备，而水热法在生产过程中会产生有毒气体，不利于规模化的制备。共沉淀法可以视为一种安全环保的生产方法，但是目前通过共沉淀法制备的普鲁士蓝类材料多为立方相结构，存在钠含量低、水含量高的问题，导致其实际比容量低，循环稳定性差，无法发挥普鲁士蓝类材料的优势。...

【技术保护点】

1.一种富钠、低水含量普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种富钠、低水含量普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，所述普鲁士蓝正极材料的分子式表示为NaxM[Fe(CN)6]y·□1-y·nH2O，其中，M为所述过渡金属盐中的过渡金属元素，为Fe、Mn、Ni、Co、Cu中的任意一种，□代表Fe(CN)6空位，1.8＜x≤2，0.95＜y≤1，0＜n＜1；

3.根据权利要求1所述的一种富钠、低水含量普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述亚铁氰化钠或其水合物的浓度为0.1～1mol/L。

4.根...

【技术特征摘要】

1.一种富钠、低水含量普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种富钠、低水含量普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，所述普鲁士蓝正极材料的分子式表示为naxm[fe(cn)6]y·□1-y·nh2o，其中，m为所述过渡金属盐中的过渡金属元素，为fe、mn、ni、co、cu中的任意一种，□代表fe(cn)6空位，1.8＜x≤2，0.95＜y≤1，0＜n＜1；

3.根据权利要求1所述的一种富钠、低水含量普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述亚铁氰化钠或其水合物的浓度为0.1～1mol/l。

4.根据权利要求1所述的一种富钠、低水含量普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述过渡金属盐选自fe、mn、ni、co、cu的硫酸盐、氯化盐、乙酸盐、硝酸盐的任意一种；所述过渡金属盐浓度为0.1～1mol/l。

5.根据权利要求1所述的一种富钠、低水含量普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，步骤一和步骤二中，所述络合剂选自硫氰酸钠、二乙醇胺、柠檬酸、柠檬酸钠、氨水、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、氨三乙酸三钠、焦磷酸钠中的一种；步骤一中络合剂的浓度是亚铁氰化钠或其水合物浓度的0.1～10倍；步骤二中络合剂的浓度是过渡金属盐浓度的0.1～10倍。

6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱智强，颜子超，刘红光，
申请(专利权)人：湖大粤港澳大湾区创新研究院广州增城，
类型：发明
国别省市：