铁基聚磷酸盐型钠离子电池正极材料及其制备方法和应用技术

本公开属于钠离子电池技术领域，具体涉及铁基聚磷酸盐型钠离子电池正极材料及其制备方法和应用。将有机亚铁源、钠源、磷源和掺杂剂混合后先研磨至D50小于180nm，以提高物料的反应活性，有利于固相反应的进行，使掺杂的钒、铌、钛、锆、锡等高价金属元素能够更好地掺杂进入铁基聚磷酸盐型钠离子电池正极材料(NFPP)的晶格中，取代铁位形成空穴等晶格缺陷，提高材料的离子电导率，还可以抑制NaFePO<subgt;4</subgt;杂相生成，有利于改善材料的容量和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开属于钠离子电池，具体而言，涉及铁基聚磷酸盐型钠离子电池正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、近年来，随着化石能源的日益枯竭和全球变暖等环境问题的日益严重，绿色的二次电池逐渐进入到大家的视野，其中锂离子电池因其性能优异，广泛在电动汽车、便携式电子设备和储能领域得到了大规模商业化应用。但锂资源储量稀少且分布不均，这严重限制了锂离子电池的进一步发展。钠离子电池与锂离子电池的充放电原理相似，且钠元素在全球范围内储量丰富，是绿色储能的重要发展方向。

2、钠离子电池正极材料主要包括层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝化合物以及聚阴离子化合物三类。其中，层状过渡金属氧化物存在可逆容量较低，且含有钴、镍、铜等贵金属，成本较高等问题；普鲁士蓝化合物存在晶格缺陷和配位水导致其热稳定性较差，并且材料中存在有毒cn-基团等问题。而聚阴离子化合物具有工作电压高、结构稳定、循环过程中体积变化小等优点，因此受到了人们的广泛关注。

3、铁基混合磷酸盐聚阴离子化合物na4fe3(po4)2p2o7(简称nfpp)综合了所有铁基磷酸盐的优点，其具有较高的理论比容量本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铁基聚磷酸盐型钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括：将有机亚铁源、钠源、磷源和掺杂剂混合后依次进行研磨、干燥得到混合粉料；将所述混合粉料进行分段烧结；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述研磨是采用湿法研磨的方式进行操作，控制研磨后浆料中颗粒的D50小于150nm。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述湿法研磨的过程包括：将各原料与分散剂混合得到研磨浆料，将所述研磨浆料进行湿法研磨；其中，所述分散剂选自水和乙醇中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，以质量分数计，所述研磨浆料的固含量为...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种铁基聚磷酸盐型钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括：将有机亚铁源、钠源、磷源和掺杂剂混合后依次进行研磨、干燥得到混合粉料；将所述混合粉料进行分段烧结；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述研磨是采用湿法研磨的方式进行操作，控制研磨后浆料中颗粒的d50小于150nm。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述湿法研磨的过程包括：将各原料与分散剂混合得到研磨浆料，将所述研磨浆料进行湿法研磨；其中，所述分散剂选自水和乙醇中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，以质量分数计，所述研磨浆料的固含量为20％-40％。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，采用喷雾干燥的方式进行干燥，控制进风温度为220℃-250℃，出风温度为105℃-120℃。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂剂选自草酸氧钒、五氧化二钒、偏钒酸铵、五氧化二铌、二氧化钛、二氧化锆和二氧化锡中的至少一种。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，在研磨之前的混合原料中还加入碳源；

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇、柠檬酸、聚乙烯醇、活性炭、碳纳米管和石墨烯中的至少一种。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述铁源为有机亚铁源，所述有机亚铁源选自草酸亚铁和乙酸亚铁中的至少一种。

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【专利技术属性】
技术研发人员：黄栩鹏，阮丁山，杜锐，韩帅，石燕，李长东，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：