一种高稳定掺杂型硫酸铁钠正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高稳定掺杂型硫酸铁钠正极材料及其制备方法，属于钠离子电池电极材料技术领域。针对目前硫酸铁钠在高倍率下的储钠容量，循环性能和耐水性较差的问题，本发明专利技术的高稳定掺杂型硫酸铁钠正极材料，包括硫酸磷酸铁锌钙钠颗粒和碳纳米管，质量比为：85～95：5～15。通过将无水硫酸亚铁，无水硫酸钠，无水磷酸钙，无水磷酸锌和碳纳米管在惰性气氛球磨罐中球磨得到焙烧前驱体；再将焙烧前驱体置于惰性气氛管式炉中360～400℃进行焙烧16～24h，得到硫酸磷酸铁锌钙钠复合电极材料。本发明专利技术所提供的电极材料，具有制备方法简单便捷，成本低廉，空气稳定性和倍率性能好，循环稳定性好(>6000次)等优势，在大规模储能应用领域具备较强的市场竞争力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池电极材料，具体涉及一种高稳定掺杂型硫酸铁钠正极材料及其制备方法。

技术介绍

1、钠离子电池作为一种原材料成本低、安全性高的电化学储能装置，在大规模储能领域具有广阔的应用前景。正极作为钠离子电池的关键组分，对整个电池的性能和成本有着决定性的影响。目前，钠离子电池正极材料主流选择有三种体系，过渡金属层状氧化物、普鲁士蓝类似物以及聚阴离子化合物等方面。其中，过渡金属层状氧化物成本较高，而且在长周期循环过程中有不可逆相变发生，影响其循环稳定性；普鲁士蓝类似物虽然成本较低，但是其分子结构中难以控制的结晶水限制了材料的大规模制备。相比较而言，聚阴离子型的硫酸铁钠正极材料因其低廉的原材料成本、较高的工作电压(约3.8v)及稳定的循环性能，受到了广泛关注。然而，由于硫酸铁钠材料的较差的本征导电性，限制了其倍率充放电性能。此外，硫酸铁钠材料对水分敏感，即使是空气中痕量的水分也容易被硫酸铁钠晶体吸收从而破坏其晶相结构，因此如何在提高硫酸铁钠材料的倍率性能的同时，又能保持其在空气的稳定性，是硫酸铁钠材料大规模放大应用的关键。

<p>2、针对硫酸铁钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高稳定掺杂型硫酸铁钠正极材料，其特征在于：包括硫酸磷酸铁锌钙钠颗粒和碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定掺杂型硫酸铁钠正极材料，其特征在于：所述硫酸磷酸铁锌钙钠颗粒和碳纳米管的质量配比为：85～95：5～15。

3.根据权利要求1所述的一种高稳定掺杂型硫酸铁钠正极材料，其特征在于：所述硫酸磷酸铁锌钙钠的化学式为：Na2+2xCayZnzFe2-x-y-z(SO4)3-y-z(PO4)2(y+z)/3，其中x取值范围为0.20～0.35，y的取值范围为0.03～0.12，z的取值范围为0.03～0.12。

4.如权利要求1所述的一种高稳...

【技术特征摘要】

1.一种高稳定掺杂型硫酸铁钠正极材料，其特征在于：包括硫酸磷酸铁锌钙钠颗粒和碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定掺杂型硫酸铁钠正极材料，其特征在于：所述硫酸磷酸铁锌钙钠颗粒和碳纳米管的质量配比为：85～95：5～15。

3.根据权利要求1所述的一种高稳定掺杂型硫酸铁钠正极材料，其特征在于：所述硫酸磷酸铁锌钙钠的化学式为：na2+2xcayznzfe2-x-y-z(so4)3-y-z(po4)2(y+z)/3，其中x取值范围为0.20～0.35，y的取值范围为0.03～0.12，z的取值范围为0.03～0.12。

4.如权利要求1所述的一种高稳定掺杂型硫酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种高稳定掺杂型硫酸铁钠正极材料的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王可琛，李勇，李健，赵云，
申请(专利权)人：山西华阳集团新能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：