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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池正极材料,具体涉及一种磷酸焦磷酸铁钠钠离子电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、钠离子电池作为新一代二次电池,具有资源丰富、价格低廉及环境友好等优势。相比于锂离子电池,由于钠离子电池中钠离子离子半径较大,使钠离子在电极材料内部的扩散更为困难,导致电池具有较低的能量密度。因此,开发储钠容量高、循化性能好的电极材料,特别是正极材料是提升钠离子电池能量密度的关键。
2、相比于层状金属氧化物、普鲁士蓝化合物等正极材料,聚阴离子类正极材料作为钠离子正极材料中的一类,具有三维框架结构,这种三维的框架结构相比一维离子通道结构具有更强的钠离子扩散能力,并且三维框架结构单元由强共价键紧密连接,使聚阴离子类正极材料结构稳定性高、热稳定性好,在电池的快充、循环寿命和安全性能方面具备巨大潜力。
3、铁系聚阴离子正极如磷酸铁钠、磷酸焦磷酸铁钠因其成本优势受到了广泛的关注,但其本身较差的导电性以及离子扩散性能限制了材料倍率性能与循环稳定性能。为了提升材料的导电性,目前多采用掺杂、包覆碳材料等手段,例如专利(公开号cn 111709401a和cn15148976a)等利用球磨加烧结的方法,所制备的磷酸焦磷酸铁钠/碳材料不仅粒径较大,而且粒径极不均匀,因而不利于倍率性能的发挥。且球磨过程容易产生的噪音污染,影响身体健康。因此,需要开发一种温和、简单的合成工艺,不会产生环境污染与噪音危害,且能够获得粒径均一的磷酸焦磷酸铁钠/碳纳米材料,有利于工业化生产。
技术实现思路
...【技术保护点】
1.一种磷酸焦磷酸铁钠钠离子电池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所述的制备方法,其特征在于,表面活性剂的用量为所加物质总和的0.5~15wt%,所述所加物质为磷酸盐、焦磷酸盐、钠盐、碳源、表面活性剂和铁盐。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸钠中的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,磷酸盐、焦磷酸盐、铁盐和钠盐的摩尔比为2:1:3:4,表面活性剂和碳源的质量比为0.8-1.2:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,铁盐为草酸亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁、草酸铁、硫酸铁、硝酸铁、四氧化三铁、氧化铁中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,当铁盐为Fe3+盐时,所述保护气体氛围中含有氢气。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,磷酸盐为磷酸氢钠、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钠、磷酸一氢钠中的一种或多种;
8.根据权利要求
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,烧结过程为:以2~10℃/min的升温速率,升温至300℃,并保温6~10h;烧结结束后,样品随炉冷却,将样品进行研磨并继续烧结,再次以2~10℃/min升温速率至500-600℃,并保温12h,烧结结束以后,将材料进行随炉冷却,冷却温度为2℃/min。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备的磷酸焦磷酸铁钠钠离子电池正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸焦磷酸铁钠钠离子电池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所述的制备方法,其特征在于,表面活性剂的用量为所加物质总和的0.5~15wt%,所述所加物质为磷酸盐、焦磷酸盐、钠盐、碳源、表面活性剂和铁盐。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸钠中的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,磷酸盐、焦磷酸盐、铁盐和钠盐的摩尔比为2:1:3:4,表面活性剂和碳源的质量比为0.8-1.2:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,铁盐为草酸亚铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁、草酸铁、硫酸铁、硝酸铁、四氧化三铁、氧化铁中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,当铁盐为fe3+盐时,所述保护气体氛围...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗旋,王路晗,虎琳琳,
申请(专利权)人:西部金属材料股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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