一种电池级掺杂改性磷酸焦磷酸锰铁钠正极材料及制备方法和应用技术

技术编号:44801340 阅读:29 留言:0更新日期:2025-03-28 19:51
本发明专利技术公开了一种电池级掺杂改性磷酸焦磷酸锰铁钠正极材料及制备方法和应用,属于电池材料领域。本发明专利技术基于铁法工艺和离子交换法制备磷酸锰铁铵前驱体,并将其制备成二次包覆的氮掺杂碳包覆磷酸焦磷酸锰铁钠。本发明专利技术采用离子交换法可以控制前驱体中硫杂质含量,其避免二次除硫工序,使改性磷酸锰铁铵中硫杂质含量(≤100ppm)达到电池级别水平,提高了钠离子电池的循环性能。掺杂金属元素在前驱体晶格中呈原子级均匀分布,有效调控了磷酸焦磷酸锰铁钠内部晶体电子结构,提高了磷酸焦磷酸锰铁钠的结构稳定性,同时缓解了钠离子在嵌入/脱出过程中的体积膨胀效应,进而提高了正极材料的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池材料领域,具体涉及一种电池级掺杂改性磷酸焦磷酸锰铁钠正极材料及制备方法和应用


技术介绍

1、绿色、可持续的能源储存技术是解决当代由传统化石燃料所致的环境污染、气候变化、能源危机问题的重中之重。虽然锂离子电池作为高能量密度、长循环稳定性和高安全性的二次储能电源被广泛应用于电动汽车、规模储能和3c产品等领域,但锂资源的地壳丰度有限且成本高的劣势大大限制了其长远发展。相反,钠资源的地壳丰度高且成本低,使得具有于锂离子电池相似工作原理的钠离子电池成为产业化新型储能装置。钠离子电池正极材料可分为过渡金属氧化物型、普鲁士蓝型、聚阴离子型3种。其中,铁基聚阴离子型钠离子电池正极材料具有低成本、环境友好、高结构稳定性、高热稳定性而成为产业化研究热点。

2、磷酸焦磷酸铁钠(na4fe3(po4)2p2o7,nfpp)作为一种混合铁磷酸盐,具有低成本、高稳定性、高安全性等特性,然而其较低的电压平台(3.0v)和较低的比容量的瓶颈无法满足高能量密度钠离子电池正极材料的需求。橄榄石型磷酸焦磷酸锰铁钠是一种混合锰铁磷酸盐,其通过锰原子替换体相中的铁原本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种磷酸焦磷酸锰铁钠的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述磷酸焦磷酸锰铁钠的化学通式为Na4MnαFe3-α-βMβ(PO4)2P2O7,0<α<3,0<β<0.3,M为掺杂金属。

3.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述单质铁与磷酸的摩尔比为1:(2~5)。

4.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述掺杂金属为Al、Ti、V、Ca、Ce、Cu、Cr、Zr、Sr、Ni、Co、Zn、Sn、Nb、Na、Mo、Mg、W、La中至少一种。

5.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种磷酸焦磷酸锰铁钠的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述磷酸焦磷酸锰铁钠的化学通式为na4mnαfe3-α-βmβ(po4)2p2o7,0<α<3,0<β<0.3,m为掺杂金属。

3.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述单质铁与磷酸的摩尔比为1:(2~5)。

4.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述掺杂金属为al、ti、v、ca、ce、cu、cr、zr、sr、ni、co、zn、sn、nb、na、mo、mg、w、la中至少一种。

5.根据权利要求1所述制备方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:林佳蔡志炬罗嘉文黄宏威温志坤吕根品李洪伟杜阳萍
申请(专利权)人:乳源东阳光新能源材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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