一种KTP型富钠磷酸盐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KTP型富钠磷酸盐正极材料及其制备方法和应用，所述磷酸盐正极材料的化学分子式为：NaxV1‑yTyPO4F1‑zOz，其中1＜x≤2，0＜y≤1，0≤z≤1；上述材料制备方法为：向含有反应溶剂的反应釜中投入化学计量比的钒源、T源、磷源、氟源，加入铵源保持pH=6‑10，将温度维持120‑250℃，反应2‑24 h；自然冷却用清水洗涤干净后，即得到(NH4)xV1‑yTyPO4F1‑zOz前驱体；使用过量钠源与(NH4)xV1‑yTyPO4F1‑zOz前驱体研磨充分后，在管式炉中60‑400℃进行Na+/NH4+熔盐交换1‑48 h，反应时通入惰性气体，反应结束后将得到产品用洗涤溶剂洗涤除去多余的钠源；然后在烘箱内50‑250℃干燥1‑30 h，即得到KTP型富钠磷酸盐正极材料。本发明专利技术利用KTP构型对V‑O或T‑O键的诱导作用，增加V、T过渡金属相关的氧化还原电对的电压，提高能量密度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种ktp型富钠磷酸盐正极材料及其制备方法和应用，属于钠离子电池正极材料制备领域。

技术介绍

1、近年来，能源危机与环境污染问题日益凸显，推动太阳能、风能及潮汐能等清洁能源快速发展。然而新型能源的大规模应用催生出储能技术这一关键课题。可充锂离子电池凭借其高能量密度和转换效率优势，已成为当前储能领域的研究热点。但受限于锂资源储量有限且地理分布不均等瓶颈，其可持续发展面临挑战。在此背景下，钠离子电池凭借钠元素储量丰富（地壳含量2.64%）、原料成本低廉等显著优势，正快速发展为大规模储能体系中锂离子电池的重要补充技术。在钠离子电池中，聚阴离子型磷酸盐正极材料因其优异的结构稳定性、良好安全性能及三维离子扩散能力等特点受到广泛关注。然而常规磷酸盐正极材料，如磷酸钒钠、磷酸焦磷酸铁钠，分子质量重、容量低，导致能量密度远低于锂离子电池的磷酸铁锂材料，限制了实际应用。

2、cn119812287a公开了一种铁基磷酸盐正极材料的制备方法，其材料的化学分子式为na3-4.5fe2-3.5(po4)2-2.5p2o7。尽管通过元素组成比例调控可以提升材本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种KTP型富钠磷酸盐正极材料，其特征在于，所述磷酸盐正极材料的化学分子式为：NaxV1-yTyPO4F1-zOz，其中1＜x≤2，0＜y≤1，0≤z≤1。

2.如权利要求1所述的一种KTP型富钠磷酸盐正极材料，其特征在于，T为Mn2+/Mn3+、Fe2+/Fe3+、Co2+/Co3+、Ni2+/Ni3+、Cr3+/Cr4+、Mg2+、Zn2+、Cu2+中的一种或几种。

3.一种制备如权利要求1或2所述的KTP型富钠磷酸盐正极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.如权利要求3所述的一种KTP型富钠磷酸盐正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1...

【技术特征摘要】

1.一种ktp型富钠磷酸盐正极材料，其特征在于，所述磷酸盐正极材料的化学分子式为：naxv1-ytypo4f1-zoz，其中1＜x≤2，0＜y≤1，0≤z≤1。

2.如权利要求1所述的一种ktp型富钠磷酸盐正极材料，其特征在于，t为mn2+/mn3+、fe2+/fe3+、co2+/co3+、ni2+/ni3+、cr3+/cr4+、mg2+、zn2+、cu2+中的一种或几种。

3.一种制备如权利要求1或2所述的ktp型富钠磷酸盐正极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.如权利要求3所述的一种ktp型富钠磷酸盐正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中的钒源浓度为0.1-2 mol/l，包括硫酸氧钒、偏钒酸铵、多钒酸铵、草酸氧钒、氯化钒、三氧化二钒、二氧化钒、五氧化二钒、乙酰丙酮钒、乙酰丙酮氧钒中的一种或几种。

5.如权利要求3所述的一种ktp型富钠磷酸盐正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中的t源为可溶性盐，阳离子为mn2+、ni2+、fe2+、fe3+、co3+或cr3+，阴离子为ch3coo-、no3-、so42-或cl-。

6.如权利要求3所述的一种ktp型富钠磷酸盐正极材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐春柳，冯桂林，杨维清，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：