【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子正极材料合成，具体涉及一种微波等离子合成钠离子正极材料。
技术介绍
1、当前锂离子，钠离子电池正极材料主要采用喷雾干燥，预烧结，煅烧等步骤合成。微波等离子发生器作为新的合成手段正广泛应用于量子点，无机材料合成。已有文献表明该方法可用于锂离子正极材料的合成。目前尚未扩展到钠离子正极材料。由于钠离子正极材料特别是层状氧化物，以及聚阴离子正极材料和锂离子正极材料的相似性，可以采用微波等离子方法合成钠离子正极材料。为此，我们提出一种微波等离子合成钠离子正极材料，采用新的合成手段，微波等离子发生装置，产生高温腔体，快速生成粒径均匀的前驱体颗粒，简化反应流程，节省能源。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种微波等离子合成钠离子正极材料，采用新的合成手段，微波等离子发生装置，产生高温腔体，快速生成粒径均匀的前驱体颗粒，其具备简化反应流程，节省能源的优点。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种微波等离子合成钠离子正极材料，包括以下步骤：
4、原料选择与配制:选择合适的钠盐作为原料，按照一定的比例进行配制；
5、液滴雾化:将液滴喷入高温的微波等离子环境中，使其粒子加速运动，并与空气中的分子碰撞，形成细小的液滴颗粒；
6、前驱体颗粒制备:利用液滴雾化的粒径和浓度的控制，制备出大小均匀、分布均匀的前驱体颗粒；
7、前驱体颗粒预烧结:将制备好的前驱体颗粒放入高温的微波等离子环境中，
8、产物收集与分析:收集反应后的产物，并进行物理性质分析和化学成分分析，确定其是否符合要求。
9、优选的，所述原料选择与配制包括如下步骤：
10、根据目标产品的要求，选择钠盐或其他金属盐作为原料；
11、对所选用的钠盐及其他金属盐进行纯度测试，确保其纯度符合实验要求；
12、计算所需的钠盐和其他金属盐的质量比例；
13、使用精确的电子称量器，按需称取相应的质量比例的钠盐及其他金属盐；
14、将称取好的钠盐及其他金属盐放入一个干燥、密封的容器中，并加入少量无水硫酸钠，以确保最终产品的纯度；
15、按照所需的质量比例，将溶剂倒入容器中，使用磁力搅拌器充分搅拌混合，直到所有的钠盐及其他金属盐都被溶解。
16、优选的，所述滴液雾化包括如下步骤：
17、将待液化的试剂注入喷嘴内，通过管道泵送至等离子区域；
18、启动微波等离子设备，开始进行工作；
19、当发现液滴开始从喷嘴中喷出时，开始计时，此时，迅速将液滴喷入高温的微波等离子环境中，使其粒子加速运动，并与空气中的分子碰撞，形成细小的液滴颗粒；
20、计时结束后，停止微波等离子设备的工作，关闭喷嘴阀门；
21、对刚刚生成的液滴颗粒进行观察和测量，记录下其粒径、形貌等特征。
22、优选的，所述微波等离子设备在运行过程中，密切监控等离子气体流量、压力、功率等参数，以确保其在合适的范围内运行。
23、优选的，所述前驱体颗粒制备包括如下步骤：
24、液滴雾化：将混合好的原材料溶液经过雾化器喷成微小液滴，进入高温的微波等离子环境中，受到等离子的作用，加速运动并形成细小的液滴颗粒；
25、颗粒的分离和洗涤：采用离心或过滤其中一种方式对形成的液滴颗粒进行分离，并将其洗涤多次，去除杂质；
26、干燥和分级：采用冷冻干燥、热风干燥或喷雾干燥其中一种方式将洗涤过的颗粒进行干燥，然后进行颗粒分级；
27、表征和分析：对制备好的前驱体颗粒进行表征和分析，包括粒径分布、形貌、晶格结构，确定其质量和纯度；
28、储存和包装：将合格的前驱体颗粒进行包装和储存，备用于后续的工艺步骤。
29、优选的，所述前驱体颗粒预烧结包括如下步骤：
30、通过管道将准备好的前驱体颗粒放入高温的微波等离子环境中；
31、通过调节微波功率和等离子气流量在颗粒表面产生高温；
32、使用氮气冷却产生的前驱体；
33、收集前驱体，在颗粒生成后，及时对其收集，避免颗粒过热而失去活性；
34、对前驱体进行分析，分析前驱体的质量和纯度，以及是否有其它物质生成。
35、优选的，所述前驱体颗粒预烧结温度在2000-3000℃之间。
36、优选的，所述前驱体颗粒预烧结过程中，若前驱体中含有杂质，需进一步对前驱体进行清洗去除杂质，若前驱体在清洗后质量仍然不理想，则需要重复前驱体颗粒预烧结过程对其进行重新烧结。
37、优选的，所述产品收集与分析包括如下步骤：
38、样品制备：出少量产物，用适当的溶剂溶解，然后过滤，得到固体残留物；
39、物理性质测试：对固体残留物采用x射线衍射、傅立叶红外光谱、拉曼光谱进行物理性质测试，以提供有关晶体结构、晶格常数、表面缺陷的信息。
40、化学成分分析：对固体残留物进行元素组成分析，包括扫描电子显微镜能谱分析，以提供有关化合物组成、原子百分比的信息；
41、结果解释：根据上述测试结果，解释样品的结构和组成特征，以及它们如何影响样品的性能。
42、本专利技术的技术效果和优点：本专利技术提出的一种微波等离子合成钠离子正极材料，与现有技术相比，具有以下优点：
43、本专利技术首先选取合适的钠盐作为原料，并按照一定比例进行配制；接着，通过液滴雾化技术，将液滴颗粒引入高温的微波等离子环境中；在微波等离子的加速运动及与空气分子的碰撞作用下，形成细小且均匀分布的液滴颗粒，实现了对前驱体颗粒粒径的精准控制；随后，将预处理好的前驱体颗粒置于微波等离子环境中，以加快其反应速度；经过预烧结处理后，可获得满足要求的钠离子正极材料；最后，对反应产物进行物理性质分析和化学成分分析，以确保产物的纯度和性能符合预期；本专利技术简化原有生产步骤，取消沉淀，分离，干燥等过程，在等离子高温下，一次完成造粒，预烧结得到前驱体，通过液滴雾化，浓度，温度梯度，温差控制前驱体颗粒的粒径，在雾化后，快速反应生成产物，具备简化反应流程，节省能源的优点。
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1.一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于：所述原料选择与配制包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于：所述滴液雾化包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于：所述微波等离子设备在运行过程中，密切监控等离子气体流量、压力、功率等参数，以确保其在合适的范围内运行。
5.根据权利要求1所述的一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于：所述前驱体颗粒制备包括如下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于：所述前驱体颗粒预烧结包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于：所述前驱体颗粒预烧结温度在2000-3000℃之间。
8.根据权利要求6所述的一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于：所述前驱体颗粒预烧结过程中，若前驱体中含有杂质，需进一步对前驱体
9.根据权利要求1所述的一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于：所述产品收集与分析包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于：所述原料选择与配制包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于：所述滴液雾化包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于：所述微波等离子设备在运行过程中，密切监控等离子气体流量、压力、功率等参数，以确保其在合适的范围内运行。
5.根据权利要求1所述的一种微波等离子合成钠离子正极材料，其特征在于：所述前驱体颗粒制备包括如下步骤：
【专利技术属性】
技术研发人员：孟亚斌，郑为工，曾海滨，陈艳苗，
申请(专利权)人：盛钠苏州新能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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