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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池正极材料,具体为一种超疏水改性磷酸焦磷酸铁钠正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着锂离子电池的快速发展,加速了锂资源的快速消耗,价格攀升;此外,国际锂资源分布不平衡,开采高品质锂矿成本较高,这些因素都制约着新能源战略的发展。基于此,资源丰富、易于开采提取、成本较低的钠离子电池受到越来越多的科研与市场关注。钠离子电池在原料、设备、研发上的成本都低于锂离子电池,其中钠离子正极材料磷酸焦磷酸铁钠具有较高的理论比容量119 mah/g,循环性能出色,生产成本低,同时还兼顾安全、无毒等优势,因此各科研与商业应用纷纷将目光聚焦于此。
2、但磷酸焦磷酸铁钠正极材料存在钠离子易发生往表面迁移的情况,存在严重的析钠现象,在与空气中水分和co2结合后,容易生成naoh、na2co3等物质,从而造成充电时消耗的钠离子无法进行正常的脱嵌,使得材料容量下降,循环性能变差。
3、针对正极材料吸水后性能下降的问题,现有技术有通过在正极材料外层包覆疏水改性剂或者将合成正极材料的原料与不同种类的疏水改性剂通过高温喷雾热解一次成型以得到疏水性的正极材料的方法来解决。上述方法虽然对正极材料进行了疏水改性,但疏水改性材料与正极材料之间存在键合程度不够,容易在有机电解液中溶解导致电池性能下降的问题;此外,正极材料表面官能团较少,无法与疏水改性剂进行有效改性,导致疏水程度不够,无法达到超疏水的程度,这导致空气中少量水分仍能与正极材料接触,导致各项性能下降。
技术实现思路
< ...【技术保护点】
1.一种超疏水改性磷酸焦磷酸铁钠正极材料,其特征在于,由表面具有羟基的磷酸焦磷酸铁钠材料接枝巯基后,巯基再接枝疏水基团得到。
2.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述巯基来自硅烷偶联剂KH580或KH590。
3.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述疏水基团来自乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸十二氟庚酯、八乙烯基-POSS中的任意一种或多种。
4.一种超疏水改性磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,S2所述的表面具有羟基的磷酸焦磷酸铁钠材料接枝巯基的过程具体为:将巯基改性剂溶于溶剂后与S1所述表面具有羟基的磷酸焦磷酸铁钠材料混合,然后调节混合液的pH至4~5,搅拌待其充分水解。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述表面具有羟基的磷酸焦磷酸铁钠材料、巯基改性剂、溶剂的质量比为10∶(0.1~5)∶100。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述巯基改性后的磷酸焦磷酸铁钠材料与疏水改性剂的质量
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,在所述S3的光照反应过程中加入催化剂,所述催化剂选自安息香二甲醚、偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰中的任意一种或多种。
9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述S3的光照反应的温度为40~60℃,时间为10 min~10 h。
10.权利要求1~3任意一项所述的超疏水改性磷酸焦磷酸铁钠正极材料或权利要求4~9任意一项制备方法制备得到的超疏水改性磷酸焦磷酸铁钠正极材料在制备钠离子电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种超疏水改性磷酸焦磷酸铁钠正极材料,其特征在于,由表面具有羟基的磷酸焦磷酸铁钠材料接枝巯基后,巯基再接枝疏水基团得到。
2.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述巯基来自硅烷偶联剂kh580或kh590。
3.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述疏水基团来自乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、甲基丙烯酸十二氟庚酯、八乙烯基-poss中的任意一种或多种。
4.一种超疏水改性磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,s2所述的表面具有羟基的磷酸焦磷酸铁钠材料接枝巯基的过程具体为:将巯基改性剂溶于溶剂后与s1所述表面具有羟基的磷酸焦磷酸铁钠材料混合,然后调节混合液的ph至4~5,搅拌待其充分水解。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员:张浩,彭俊棋,王广进,林博,罗洋,杨锐,莫治波,邹建,徐绍霞,
申请(专利权)人:四川易纳能新能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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