【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池正极材料制备，尤其涉及一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法及利用该方法制备得到的钠离子电池过钠化正极材料。
技术介绍
1、太阳能，风能等新能源产业的发展，对我国能源结构调整起着极大的作用，能够减少对传统化石能源的利用，降低污染改善环境。然而这些清洁能源往往存在不连续的特点，不能够稳定的提供能源输出，严重的影响了其发展。钠离子电池作为一种高效、低成本的能量储存技术，可以有效解决可再生能源发电的间歇性和不稳定性问题。太阳能和风能等可再生能源在天气条件不佳或不可预测时无法持续供应稳定的电力，而钠离子电池能够将多余的电能储存起来，在需要时释放出来，以提供持续稳定的电力输出。这使得可再生能源能够更好地融入电力系统，减少对传统化石能源的依赖，推动清洁能源的发展。钠离子电池作为一种环保的能源储存技术，可以减少对有限资源的依赖。与锂离子电池相比，钠离子电池使用的是钠元素，钠资源相对丰富且广泛分布，因此在储能方面具有更好的可持续性。同时，钠离子电池在制造过程中使用的材料也更加环保，减少了对稀有和有毒金属的需求，有助于减少对环境的负面影响。
2、锂离子电池作为化学储能的主力军，随着产业的发展，其面临着巨大的退役压力，退役后的电池对环境有着重大的考验。通过将退役后的电极材料进行再利用，实现锂的去除并补充钠，以另一种形式延续其利用价值，从而大幅提高资源的利用效率，并保护环境。传统材料加工制备方法制备的磷酸铁钠正极往往是不具备电化学活性的磷铁钠矿型材料。具备电化学活性的磷酸铁钠一般是通过对磷酸铁锂材料进行离子交换后制
技术实现思路
1、有鉴于此，为解决现有技术中存在的上述不足，一方面，本专利技术提供了一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其通过低温冶金的方式，将钠源掺进废旧橄榄石磷酸铁材料中去，形成过钠化的磷酸铁钠材料。不仅加工方便，利于大规模制备，同时过钠化的磷酸铁钠材料可以和传统聚阴离子钠电材料适配，提升材料容量发挥和循环性能。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案：
3、一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)将充满电的废旧磷酸铁锂电池进行拆解，取出正极极片浸泡于水中静置；
5、(2)待步骤(1)中的正极极片脱落铝箔后，取出电极材料清洗并烘干；
6、(3)将步骤(2)中烘干后的电极材料进行破碎并研磨成粉末；
7、(4)将上述粉末放在金属干锅中并惰性气氛下加热至预定温度，然后加入金属钠热熔搅拌；
8、(5)待所述步骤(4)中的材料混合均匀后，降温，并在惰性气氛下研磨，即得过钠化磷酸铁钠正极材料。
9、优选地，还包括步骤(6)，真空加热步骤(5)中的过钠化磷酸铁钠正极材料，通入氮气淬火，形成氮化保护层。
10、优选地，步骤(6)具体为：真空加热步骤(5)中的过钠化磷酸铁钠正极材料至80℃，以入速率为10-20l/min通入氮气5-300s进行淬火，形成氮化保护层。
11、优选地，步骤(1)中，废旧磷酸铁锂电池容量保持率低于80％，且完好无破损。
12、优选地，步骤(1)中，充满电的磷酸铁锂电池的开路电压大于3.34v。
13、优选地，步骤(3)中，粉末粒径为10-20um。
14、优选地，步骤(4)中，预定温度为100-200℃。
15、优选地，步骤(5)中，过钠化磷酸铁钠正极材料的粒径小于20um。
16、优选地，步骤(4)中，金属钠的质量是磷酸铁质量的10-100％。
17、另一方面，本专利技术还提供了一种钠离子电池过钠化正极材料，根据上述钠离子电池过钠化正极材料的制备方法制备得到，优选地，包含金属钠外层和橄榄石结构的磷酸铁钠内核。
18、本专利技术提供的钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其通过低温冶金的方式，将钠源掺进废旧橄榄石磷酸铁材料中去，形成过钠化的磷酸铁钠材料，其相比于传统离子交换法制备橄榄石型磷酸铁钠材料相比，具有如下的有益效果：
19、1)与传统离子交换法制备橄榄石型磷酸铁钠材料相比，采用本专利技术制备方法能够省去电解质载体来承载钠离子和锂离子，能够很大成程度上降低制备成本。并且材料来源于废弃退役的磷酸铁锂电池，能够做到资源的重复利用和保护环境。
20、2)同时本专利技术制备方法简单，能耗低，适合用于制备低成本的钠离子电池，其不仅加工方便，利于大规模制备，同时过钠化的磷酸铁钠材料可以和传统聚阴离子钠电材料适配，提升材料容量发挥和循环性能。
21、此外因为没有使用电解质，能够降低环境污染。材料仅仅只是通过低温固相混合就能实现高性能的过钠化正极材料，适合大规模生产，具有良好的运用前景。并且材料在制备过程中几乎没有废弃物，能够实现材料的最大化利用，具有很好的经济价值。
22、3)过钠化的磷酸铁钠材料相较于传统离子交换法制备材料，具有更高的钠贡献能力，能够和其他钠离子电池材料适配，用于制备高性能的钠离子全电池，具有很高的潜在应用价值。
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1.一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，还包括步骤(6)，真空加热步骤(5)中的过钠化磷酸铁钠正极材料，通入氮气淬火，形成氮化保护层。
3.根据权利要求2所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)具体为：真空加热步骤(5)中的过钠化磷酸铁钠正极材料至80℃，以速率为10-20L/min通入氮气5-300s进行淬火，形成氮化保护层。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，废旧磷酸铁锂电池容量保持率低于80％，且完好无破损。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，充满电的磷酸铁锂电池的开路电压大于3.34V。
6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，粉末粒径为10-20um。
7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的
8.根据权利要求1所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，过钠化磷酸铁钠正极材料的粒径小于20um。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，金属钠的质量是磷酸铁质量的10-100％。
10.一种钠离子电池过钠化正极材料，其特征在于，根据权利要求1-9中任一项所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法制备得到，优选地，包含金属钠外层和橄榄石结构的磷酸铁钠内核。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，还包括步骤(6)，真空加热步骤(5)中的过钠化磷酸铁钠正极材料，通入氮气淬火，形成氮化保护层。
3.根据权利要求2所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)具体为：真空加热步骤(5)中的过钠化磷酸铁钠正极材料至80℃，以速率为10-20l/min通入氮气5-300s进行淬火，形成氮化保护层。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，废旧磷酸铁锂电池容量保持率低于80％，且完好无破损。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池过钠化正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，充满电的磷酸铁锂电池的开路电...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，腾进晗，唐鑫，谢科予，赵晓东，张开波，赵丹，
申请(专利权)人：成都钠诚新能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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