一种基于磷酸铁溶液法制备铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料的方法技术

本发明专利技术属于电极材料制备技术领域，具体为一种基于磷酸铁溶液法制备铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料的方法，将过渡金属盐、钠源、磷源、碳源和还原剂在水中混合搅拌均匀，然后喷雾干燥得到粉末样品，将粉末样品在特定气体氛围中煅烧，得到铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料；其中，过渡金属盐至少包含磷酸铁，碳源和还原剂的总添加量为所述过渡金属盐摩尔量的55％～220％。本发明专利技术的材料制备原料价廉易得，工艺简单、绿色环保，易规模化制备，制得的铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料形貌规整，同时可掺杂过渡金属元素提高电压平台，用作钠电池正极材料时表现出优异的电化学性能，是一种有极具商业应用前景的钠电池正极材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电极材料制备，具体涉及一种基于磷酸铁溶液法制备铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料的方法。

技术介绍

1、目前，利用风能和太阳能等可持续清洁能源取代传统化石燃料的热潮正方兴未艾，因此，如何存储高度间歇性和不可调度的能源已成为一个亟待解决的重要问题。在各种储能技术中，锂离子电池(lib)既能提供突出的能量，又能提供高可靠性。锂离子电池具有高密度和高输出功率的特点，被认为是便携式电子设备和电动汽车不可或缺的能源。然而，有限的锂储量和开采难度的增加无法满足大型储能系统(ees)对锂离子电池的更大需求。近年来，钠离子电池(sib)因其钠资源丰富且成本低廉而成为ees的理想候选电池。

2、在过去的几年里，以铁基复合磷酸盐聚阴离子正极为主的聚阴离子型钠电池正极材料得到了广泛的发展，其中，磷酸焦磷酸铁钠(na4fe3(po4)2(p2o7)，简称nfpp)具有3.2v的高电压平台，在做钠离子电池正极时具有较低的体积改变(低于4％)，理论容量达到129mahg-1。该材料的优点是价格低廉，环境友好，易于合成。缺点是电子和离子导电率极低，限制了其容量和功本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料的制备方法，其特征在于，包括：按Na4Mx(PO4)2P2O7中P元素、钠元素和M元素的化学计量比准备磷源、钠源和过渡金属M源，将钠源、磷源、过渡金属M源、碳源和还原剂在水中混合搅拌均匀，然后收集粉末样品，将粉末样品煅烧，得到铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料；

2.根据权利要求1所述的铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述还原剂包括无机还原剂、有机还原剂中的至少一种；所述无机还原剂包括盐酸氢胺、铝粉、氢化铝锂中的至少一种；所述有机还原剂包括乙醇、柠檬酸、柠檬酸三乙酯、葡萄糖酸、抗坏血酸、酒石酸中的至少一种；

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【技术特征摘要】

1.一种铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料的制备方法，其特征在于，包括：按na4mx(po4)2p2o7中p元素、钠元素和m元素的化学计量比准备磷源、钠源和过渡金属m源，将钠源、磷源、过渡金属m源、碳源和还原剂在水中混合搅拌均匀，然后收集粉末样品，将粉末样品煅烧，得到铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料；

2.根据权利要求1所述的铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述还原剂包括无机还原剂、有机还原剂中的至少一种；所述无机还原剂包括盐酸氢胺、铝粉、氢化铝锂中的至少一种；所述有机还原剂包括乙醇、柠檬酸、柠檬酸三乙酯、葡萄糖酸、抗坏血酸、酒石酸中的至少一种；

3.根据权利要求2所述的铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述碳源为石墨烯、碳纳米管、石墨、碳粉、柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、乙酸、酒石酸、抗坏血酸、苯甲酸中的一种或多种；优选至少包含柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述碳源的添加量为所述过渡金属m源摩尔量的50％～150％；所述还原剂的添加量为所述过渡金属m源摩尔量的5％～70％。

5.根据权利要求1所述的铁基复合磷酸盐聚阴离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述过渡金属m源还包括钒盐、钛盐、锰盐、钴盐、镍盐、铜盐、锌盐中的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：方淳，冯梦露，韩建涛，曹美莲，张希，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：