一种原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠复合材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及钠离子电池电极材料领域，发明专利技术公开了一种原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠复合材料及制备方法和应用。所述焦磷酸磷酸铁钠正极材料的分子式为Na<subgt;x</subgt;Fe<subgt;y</subgt;(PO<subgt;4</subgt;)<subgt;z</subgt;P<subgt;2</subgt;O<subgt;7</subgt;，其制备过程是通过结合分段研磨与干燥工艺来制备前驱体，在惰性气体保护下经预烧‑烧结后得到焦磷酸磷酸铁钠正极材料，再经过原位聚合包覆，将有机单体成功地均匀包覆在材料表面。本发明专利技术通过将有机单体经过电化学原位聚合到所制备出的焦磷酸磷酸铁钠材料的表面，成功解决材料表面结构稳定性差导致的副反应严重，以及在充放电过程中二次颗粒内部应力导致的颗粒破碎等问题。本发明专利技术所制得的材料可应用于钠离子电池领域，能够有效的提高焦磷酸磷酸铁钠材料的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池电极技术材料领域，尤其涉及原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠复合材料及制备方法和应用。

技术介绍

1、在众多储能技术中，电化学二次电池因其具有高的转化效率和便于维护等优点，成为能源存储系统的首选。近20年来，锂离子电池作为最成熟的储能器件得到了广泛应用。但是，锂资源在地球上分布不均以及存储量不丰富，未来将会严重制约锂离子电池发展。相比锂资源，钠资源在地球上储量丰富而且价格便宜。钠离子电池必将会迎来井喷式发展以及实现大规模应用。

2、在钠离子电池中，铁基混合聚阴离子快离子导体焦磷酸磷酸铁钠（na4fe3(po4)2p2o7）材料在晶体结构方面具有三个fe占据位点，而典型的三维框架结构确保钠离子能够快速迁移，具备高结构稳定性，且该材料中参与氧化还原反应的单电子比容量为43 mah g-1，使焦磷酸磷酸铁钠材料的理论容量可达129 mah g-1。(p2o7)4−的强诱导作用使平均放电电压提升至3.1 v。na4fe3(po4)2p2o7材料展现的高能量密度使其成为一种极具发展前景的钠离子电池正极材料。然而，铁基聚阴离子na4fe3(本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠复合材料，其特征在于，所述正极材料的组成为NaxFey(PO4)zP2O7（3≤x≤4.5、2≤y≤3、1≤z≤2），原位聚合包覆材料为有机单体材料；所述有机单体包括苯胺单体、吡咯单体中的至少一种或者一种以上混合物。

2.根据权利要求1所述的一种原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠复合材料，其特征在于，所述原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠的XRD粉末衍射峰主要出峰位置中 θ°包括约9.7±0.2°、15.9±0.2°、16.7±0.2°、19.4±0.2°、23.9±0.2°、25.4±0.2°、25.8±0.2°、25.9±0.2°、27.2±0.2°、2...

【技术特征摘要】

1.一种原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠复合材料，其特征在于，所述正极材料的组成为naxfey(po4)zp2o7（3≤x≤4.5、2≤y≤3、1≤z≤2），原位聚合包覆材料为有机单体材料；所述有机单体包括苯胺单体、吡咯单体中的至少一种或者一种以上混合物。

2.根据权利要求1所述的一种原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠复合材料，其特征在于，所述原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠的xrd粉末衍射峰主要出峰位置中 θ°包括约9.7±0.2°、15.9±0.2°、16.7±0.2°、19.4±0.2°、23.9±0.2°、25.4±0.2°、25.8±0.2°、25.9±0.2°、27.2±0.2°、28.8±0.2°、29.4±0.2°、29.4±0.2°、30.2±0.2°。

3.根据权利要求1或2所述的一种原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠复合材料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：

4.根据权利要求3所述的一种原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠复合材料的制备方法，其特征在于，所述的含焦磷酸磷酸铁钠的活性材料的电极片的制备步骤如下：

5.根据权利要求4所述的一种原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠复合材料的制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求4中所述的一种原位聚合包覆焦磷酸磷酸铁钠复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中低温预烧过程中的升温速率为1~10℃/min，预烧温度为200~400℃，预烧时间为1~5...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤傲，刘畅，郑磊，马会娟，龚晓飞，
申请(专利权)人：湖北三峡实验室，
类型：发明
国别省市：