一种副产硫酸盐制备的多金属元素原位掺杂硫酸铁钠正极材料及其方法与钠离子电池技术

本发明专利技术属于钠离子电池技术领域，主要涉及一种副产硫酸盐制备的多金属元素原位掺杂硫酸铁钠正极材料及其方法与钠离子电池。方法包括：将固废硫酸钠、无水硫酸钠、副产硫酸亚铁和七水硫酸亚铁加入至去离子水中，搅拌至充分溶解，过滤分离不溶物获得硫酸铁钠前驱体溶液；将机碳源和无机碳源加入前驱体溶液中充分搅拌混合后喷雾干燥，获得前驱体；将前驱体在惰性气氛中烧结，获得多金属元素原位掺杂硫酸铁钠正极材料。本方法利用两种副产硫酸钠和硫酸亚铁，并以有机碳源、无机碳源配合使用获得碳包覆材料，最大程度降低钠离子电池硫酸铁钠原料成本，制备出超低成本和良好电化学性能硫酸铁钠正极材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池，主要涉及一种副产硫酸盐制备的多金属元素原位掺杂硫酸铁钠正极材料及其方法与钠离子电池。

技术介绍

1、在绿色经济及新能源行业快速发展的背景下，针对固废副产物循环利用制备高附加值电池材料具有重要社会价值和极大经济效益。当前三元前驱体是制备三元正极材料的核心原料，据上海有色金属网发布的数据， 2023年我国生产三元前驱体81.4万吨，每生产1吨三元前驱体伴随约10吨副产钠盐溶液产生，其中含有少量ni、co、mn等有价金属元素。截至到2023年，我国钛白粉产业的综合产量达到了416万吨，市场规模约为432亿元，通过硫酸法每生产1吨钛白粉，将会产出3.5~4吨硫酸亚铁副产，其中含有少量mg、al、ti元素。开辟副产钠盐、铁盐资源化利用的新途径：制备钠离子电池硫酸铁钠正极材料，不仅能够应对社会经济快速发展所带来环境污染的挑战，同时也能实现超低成本储能电池材料制备。

2、现阶段，为了更好的利用回收产物和副产物，其主要研究工作是将提高回收产物的纯度，为了解决金属离子杂质用于钠电池原料会造成不良影响，对带有铁、钴、镍三元正极材料经拆解后本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种副产硫酸盐制备的多金属元素原位掺杂硫酸铁钠正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的副产硫酸盐制备多金属元素原位掺杂硫酸铁钠正极材料的方法，其特征在于，所述固废硫酸钠为三元前驱体产生的固废硫酸钠和磷酸铁锂回收固废硫酸钠中的任意一种，硫酸钠的纯度为85%~90%，其中Ni、Co、Mn元素含量为3%~5%；所述固废硫酸钠与无水硫酸钠的摩尔比为2:1~4:1。

3.根据权利要求1所述的副产硫酸盐制备多金属元素原位掺杂硫酸铁钠正极材料的方法，其特征在于，所述副产物硫酸亚铁为钛白粉副产物、铁尾矿渣副产物中的一种或两种，所述副产物硫酸...

【技术特征摘要】

1.一种副产硫酸盐制备的多金属元素原位掺杂硫酸铁钠正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的副产硫酸盐制备多金属元素原位掺杂硫酸铁钠正极材料的方法，其特征在于，所述固废硫酸钠为三元前驱体产生的固废硫酸钠和磷酸铁锂回收固废硫酸钠中的任意一种，硫酸钠的纯度为85%~90%，其中ni、co、mn元素含量为3%~5%；所述固废硫酸钠与无水硫酸钠的摩尔比为2:1~4:1。

3.根据权利要求1所述的副产硫酸盐制备多金属元素原位掺杂硫酸铁钠正极材料的方法，其特征在于，所述副产物硫酸亚铁为钛白粉副产物、铁尾矿渣副产物中的一种或两种，所述副产物硫酸亚铁中硫酸亚铁的纯度为90%~95%；其中mg、al、ti元素含量为2%~4%，所述副产物硫酸亚铁与七水硫酸亚铁的摩尔比为1.5:1~3:1。

4.根据权利要求1所述的副产硫酸盐制备多金属元素原位掺杂硫酸铁钠正极材料的方法，其特征在于，所述硫酸铁钠前驱体溶液的浓度为0.1~1.0mol/l。

5.根据权利要求1所述的副产硫酸盐制备多金属元素原位掺杂硫酸铁钠正极材料的方法，其特征在于，所述有机碳源为抗坏血酸、柠檬酸、单宁酸、醋酸中的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：石靖，侯任伟，金苏丹，易宇，钟菊芽，李国钦，
申请(专利权)人：湖南钠能时代科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：