一种复合焦磷酸盐镁电池正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合焦磷酸盐镁电池正极材料及其制备方法和应用。所述正极材料包括镁离子正极材料焦磷酸盐和包覆于镁离子正极材料焦磷酸盐表明的碳层。所述正极材料的化学式为Mg<subgt;a</subgt;Na<subgt;b</subgt;M<subgt;2+x/2</subgt;N<subgt;y</subgt;，其中M为Fe、V、Ti、Cr、Ni、Cu、Mn、Co、Nb中的一种或以上，N为P<subgt;2</subgt;O<subgt;7</subgt;<supgt;4‑</supgt;、PO<subgt;4</subgt;<supgt;3‑</supgt;、SO<subgt;4</subgt;<supgt;2‑</supgt;、BO<subgt;3</subgt;<supgt;3‑</supgt;、SiO<subgt;4</subgt;<supgt;4‑</supgt;中的一种或以上，0<a<2，1.5<b<5，1<2+x/2<3，0.7<y<2.1，所述焦磷酸盐正极材料粒径为1μm～40μm，碳包覆层厚度为1nm～10nm。本发明专利技术采用溶胶凝胶法对过渡金属位和聚阴离子位基团进行设计，可以有效提升正极材料的工作电压和循环寿命，利于构建具有优异电化学性能的镁离子电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于储能材料，具体涉及一种复合焦磷酸盐镁电池正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、镁电池是近年来发展起来的一种极具潜力的新型电池。相比于锂，镁资源储量极为丰富，据统计，全世界菱镁矿资源量约为120亿吨，海水中镁含量估计为6×1016吨，另外还有大量白云石和盐湖镁资源。镁丰富的储量使其在成本方面具有竞争优势，其较高的能量密度(3833mah cm-3对比锂金属2046mah cm-3)亦使得镁电池成为替代锂离子电池的理想选择。此外，镁离子在负极沉积时不易产生枝晶，相比于锂电具有更高的安全性。深入研究镁离子电池技术不仅有助于推动能源领域的发展，且有望为解决环境和能源安全等全球性挑战做出重要贡献。

2、而镁电池中的正极材料很大程度上决定了电池体系的成本、安全性和能量密度，所以发展镁离子电池正极材料成为重中之重。聚阴离子正极材料具有工作电压高和结构稳定的优势，但嵌镁动力学较差。

技术实现思路

1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的主要目的在于提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复合焦磷酸盐镁电池正极材料，其特征在于，所述正极材料包括焦磷酸盐和包覆于焦磷酸盐表面的碳层。

2.根据权利要求1所述的复合焦磷酸盐镁电池正极材料，其特征在于，所述焦磷酸盐的化学式为MgaNabM2+x/2Ny，其中M为Fe、V、Ti、Cr、Ni、Cu、Mn、Co、Nb中的一种或以上，N为P2O74-、PO43-、SO42-、BO33-、SiO44-中的一种或以上，0<a<2，1.5<b<5，1<2+x/2<3，0.7<y<2.1。

3.根据权利要求1所述的复合焦磷酸盐镁电池正极材料，其特征在于，所述焦磷酸盐的...

【技术特征摘要】

1.一种复合焦磷酸盐镁电池正极材料，其特征在于，所述正极材料包括焦磷酸盐和包覆于焦磷酸盐表面的碳层。

2.根据权利要求1所述的复合焦磷酸盐镁电池正极材料，其特征在于，所述焦磷酸盐的化学式为mganabm2+x/2ny，其中m为fe、v、ti、cr、ni、cu、mn、co、nb中的一种或以上，n为p2o74-、po43-、so42-、bo33-、sio44-中的一种或以上，0<a<2，1.5<b<5，1<2+x/2<3，0.7<y<2.1。

3.根据权利要求1所述的复合焦磷酸盐镁电池正极材料，其特征在于，所述焦磷酸盐的粒径为1μm～40μm，所述碳层的厚度为1nm～10nm。

4.根据权利要求1所述的复合焦磷酸盐镁电池正极材料，其特征在于，所述焦磷酸盐的形貌为块状、层状或球状中的一种。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的复合焦磷酸盐镁电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的复合焦磷酸盐镁电池正极材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述镁源包括乙酸镁、碳酸镁、氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敬丰，张一鸣，沈杏，瞿佰华，黄光胜，潘复生，
申请(专利权)人：重庆新型储能材料与装备研究院，
类型：发明
国别省市：