一种聚丙烯腈包覆铜掺杂锰基普鲁士蓝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聚丙烯腈包覆铜掺杂锰基普鲁士蓝正极材料及其制备方法和应用，属于钠离子电池领域。该合成方法制备方法新颖，过程简便易行，可控性强。铜离子的掺杂提高了锰基普鲁士蓝结构稳定性，并改善了低自旋Fe<supgt;2+</supgt;/Fe<supgt;3+</supgt;耦合的氧化还原活化，以获得更大电压下更高的容量贡献；聚丙烯腈作为包覆层可以防止正极材料受到氧气、水汽等外界物质的侵蚀而发生内部结晶水与Fe(CN)<subgt;6</subgt;缺陷空位含量较高的问题；此外，采用射频加热技术有助于形成高质量的普鲁士蓝晶体，有利于提高材料的电化学性能。该正极材料在钠离子电池正极应用中表现突出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池领域，具体涉及一种聚丙烯腈包覆铜掺杂锰基普鲁士蓝正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、化石燃料的燃烧引发严重的能源危机和环境污染问题，从而促进了风能和太阳能等可再生能源的蓬勃发展，故储能成为可再生能源和智能电网发展的关键。在各种储能系统中，钠离子电池与锂离子电池的电化学反应机理相似，因其资源丰富、成本低廉、环境友好，已成为储能系统的潜在替代品。在众多钠离子正极材料中，普鲁士蓝类似物（pbas）具有开放的框架结构、丰富的氧化还原活性位点、较强的结构稳定性、合成方法简单、低温性能优异和高比容量，在开发应用前景上极具吸引力。在众多pbas中，goodenough小组制备的锰基普鲁士蓝（nmhfc）与其他类似物相比具有更高的可逆容量和平均高电位，有助于实现高能量存储，使nmhfc成为可充电钠离子电池的理想正极材料。

2、然而，由于nmhfc固有的低电子传导性，它的循环寿命短，而且在高倍率下会出现高电位极化，因此需要大幅提高这种材料的性能，才能将其投入商业应用。公开号为cn117239117a的中国专利文件，公开了一种钠离子本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种聚丙烯腈包覆铜掺杂锰基普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的聚丙烯腈包覆铜掺杂锰基普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，锰源为氯化锰或硫酸锰或硝酸锰或醋酸锰中的一种，铜源为硫酸铜或氯化铜或硝酸铜中的一种，螯合剂为抗坏血酸或柠檬酸或柠檬酸三钠或聚乙烯吡咯烷酮中的一种；亚铁氰根浓度为0.1～0.5mol/L，锰离子浓度为0.05～0.2mol/L，铜离子与锰离子的摩尔比为1:1～9，锰离子与螯合剂的摩尔比为1:1～5。

3.根据权利要求1所述的聚丙烯腈包覆铜掺杂锰基普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特...

【技术特征摘要】

1.一种聚丙烯腈包覆铜掺杂锰基普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的聚丙烯腈包覆铜掺杂锰基普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，锰源为氯化锰或硫酸锰或硝酸锰或醋酸锰中的一种，铜源为硫酸铜或氯化铜或硝酸铜中的一种，螯合剂为抗坏血酸或柠檬酸或柠檬酸三钠或聚乙烯吡咯烷酮中的一种；亚铁氰根浓度为0.1～0.5mol/l，锰离子浓度为0.05～0.2mol/l，铜离子与锰离子的摩尔比为1:1～9，锰离子与螯合剂的摩尔比为1:1～5。

3.根据权利要求1所述的聚丙烯腈包覆铜掺杂锰基普鲁士蓝正极材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中，射频加热装置运行频率为700～900khz，输出电流为20～25a，反应温度为60～90℃，反应时间为3～6h，陈化时间为2～6h；清洗剂为水或乙醇。

4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：文晨旭，韩亚红，张浩波，马晓涛，耿德敏，刘海强，闫相杰，赵青鹏，朱荣振，
申请(专利权)人：山东海化集团有限公司，
类型：发明
国别省市：