一种钠离子电池正极材料前驱体及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种钠离子电池正极材料前驱体及其制备方法与应用，属于钠电池技术领域。所述前驱体化学组成为H<subgt;x</subgt;M<subgt;y</subgt;L<subgt;z</subgt;(PO<subgt;4</subgt;)<subgt;4</subgt;，其中M为Fe和/或Mn，L为V、Ti、Mg、Cr、Zr中的一种或多种，2<x<5，2.6≤y≤3，0≤z≤0.4。将M源、L源和磷源加入水中混合均匀，并加酸调节pH值至0.5～2，然后加热至80～250℃反应4～48h，收集沉淀并干燥即得所述正极材料前驱体。通过液相反应预先实现M、P以元素原子级别的均匀混合，形成一种标准化前驱体原料，再混合钠源和碳源，进一步烧结制备聚阴离子型钠离子电池正极材料Na<subgt;4</subgt;M<subgt;y</subgt;L<subgt;z</subgt;(PO<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;P<subgt;2</subgt;O<subgt;7</subgt;/C。本发明专利技术的制备方法能够促进Na离子在晶体内部的高效传导，有利于提高材料的物相纯度和高倍率性能，并且简化了生产工艺，节约生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池，具体涉及一种聚阴离子型钠离子电池正极材料前驱体及其制备方法，以及该前驱体在正极材料制备方面的应用。

技术介绍

1、由于钠资源蕴藏量丰富，具有低成本、低温性能好等优势，钠离子电池当前得到了广泛的关注，被认为是一种理想的大规模储能应用技术。聚阴离子型钠离子电池正极材料中的铁基磷酸焦磷酸复合盐na4fe3(po4)2p2o7具有结构稳定性高、安全性能好、循环稳定性高等优点。在该材料基础上进一步掺杂mn(如na4fexmny(po4)2p2o7)，能够进一步提高材料的工作电压(具有4v的电压平台)，从而提高电池的能量密度。该类材料为当前钠离子电池正极材料中的研究热点。

2、现有制备聚阴离子型正极材料的方法通常为高温固相反应法，如中国专利zl202311118348.6公开了以钠源化合物、铁源化合物、锰源化合物和磷源化合物混合研磨，经过烧结获得na4fexmny(po4)2p2o7正极材料。然而，这种常规固相反应的制备方法中，多种原材料盐通过物理研磨的方式混合，具有分散不均匀、材料一致性差的缺点；而且金属元素之间(如铁与锰)以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种聚阴离子型正极材料前驱体，化学组成为HxMyLz(PO4)4，其中M为Fe和/或Mn，L为V、Ti、Mg、Cr、Zr中的一种或多种，2<x<5，2.6≤y≤3，0≤z≤0.4。

2.如权利要求1所述的聚阴离子型正极材料前驱体，其特征在于，M为Fe和Mn，按摩尔比Fe:Mn＝1:9～9:1。

3.权利要求1或2所述聚阴离子型正极材料前驱体的制备方法，包括：将M源、L源和磷源加入水中混合均匀，获得固含量范围在10～60wt.％的混合溶液，加入酸调节混合溶液的pH值至0.5～2，然后将混合溶液加热至80～250℃反应4～48h，最后收集沉淀并干燥，即...

【技术特征摘要】

1.一种聚阴离子型正极材料前驱体，化学组成为hxmylz(po4)4，其中m为fe和/或mn，l为v、ti、mg、cr、zr中的一种或多种，2<x<5，2.6≤y≤3，0≤z≤0.4。

2.如权利要求1所述的聚阴离子型正极材料前驱体，其特征在于，m为fe和mn，按摩尔比fe:mn＝1:9～9:1。

3.权利要求1或2所述聚阴离子型正极材料前驱体的制备方法，包括：将m源、l源和磷源加入水中混合均匀，获得固含量范围在10～60wt.％的混合溶液，加入酸调节混合溶液的ph值至0.5～2，然后将混合溶液加热至80～250℃反应4～48h，最后收集沉淀并干燥，即得所述聚阴离子型正极材料前驱体。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述酸选自草酸、乳酸、乙酸、苹果酸、柠檬酸中的一种或多种。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述m源中的fe源化合物选自柠檬酸铁、乙酰丙酮铁、fe2o3中的一种或多种；所述m源中的mn源化合物选自柠檬酸锰、乙酰丙酮锰、mn2o3中的一种或多种；所述磷源选自磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵中的一种或多种。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继涛，池子翔，卢广信，陈迪，杨俊峰，黄士志，
申请(专利权)人：北京禾电科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：