[发明专利]一种电化学法制备橄榄石型磷酸铁钠的方法

权利要求书

1.一种电化学法制备橄榄石型磷酸铁钠的方法，其特征在于：采用水溶液电解液，以两步电化学氧化还原法，将橄榄石型磷酸铁锂先脱出锂离子，再嵌入钠离子，从而得到橄榄石型磷酸铁钠，具体步骤为：以橄榄石型磷酸铁锂电极作为正极，辅助对电极为负极，银/氯化银电极作为参比电极，在0.1~4 mol/L的含锂的水溶液电解质中进行恒流充电，使得正极磷酸铁锂电极中的锂脱出形成磷酸铁材料，再以所得磷酸铁电极作为正极，辅助对电极为负极，银/氯化银电极作为参比电极，在0.1~4 mol/L的含钠的水溶液电解质中进行恒流放电，使溶液中的钠离子嵌入磷酸铁材料，形成橄榄石型磷酸铁钠材料；所述的恒流充电条件为：电流为5mA/g—500mA/g，充电截止电压相对于银/氯化银电极为0.3—1.2V；所述的恒流放电条件为：电流为5mA/g—500mA/g，放电截止电压相对于银/氯化银电极为-0.2 — -1.0V；所述的辅助对电极为离子脱嵌电极；所述含锂的水溶液中使用的锂源物质为硫酸锂、硝酸锂、氢氧化锂、氯化锂、高氯酸锂中的一种或混合；所述含钠的水溶液中使用的钠源物质为硫酸钠、硝酸钠、氢氧化钠、氯化钠、高氯酸钠中的一种或混合。

2.一种电化学法制备橄榄石型磷酸铁钠的方法，其特征在于：采用水溶液电解液，以两步电化学氧化还原法，将橄榄石型磷酸铁锂先脱出锂离子，再嵌入钠离子，从而得到橄榄石型磷酸铁钠，具体步骤为：以橄榄石型磷酸铁锂电极作为正极，辅助对电极为负极，银/氯化银电极作为参比电极，在0.1~4 mol/L的含锂的水溶液电解质中进行恒流充电，使得正极磷酸铁锂电极中的锂脱出形成磷酸铁材料，再以所得磷酸铁电极作为正极，辅助对电极为负极，银/氯化银电极作为参比电极，在0.1~4 mol/L的含钠的水溶液电解质中进行恒流放电，使溶液中的钠离子嵌入磷酸铁材料，形成橄榄石型磷酸铁钠材料；所述的恒流充电条件为：电流为5mA/g—500mA/g，充电截止电压相对于银/氯化银电极为0.3—1.2V；所述的恒流放电条件为：电流为5mA/g—500mA/g，放电截止电压相对于银/氯化银电极为-0.2 — -1.0V；所述的辅助对电极为空气电极；所述含锂的水溶液中使用的锂源物质为硫酸锂、硝酸锂、氢氧化锂、氯化锂、高氯酸锂中的一种或混合；所述含钠的水溶液中使用的钠源物质为硫酸钠、硝酸钠、氢氧化钠、氯化钠、高氯酸钠中的一种或混合。

3.一种电化学法制备橄榄石型磷酸铁钠的方法，其特征在于：采用水溶液电解液，以两步电化学氧化还原法，将橄榄石型磷酸铁锂先脱出锂离子，再嵌入钠离子，从而得到橄榄石型磷酸铁钠，具体步骤为：以橄榄石型磷酸铁锂电极作为正极，辅助对电极为负极，银/氯化银电极作为参比电极，在0.1~4 mol/L的含锂的水溶液电解质中进行恒流充电，使得正极磷酸铁锂电极中的锂脱出形成磷酸铁材料，再以所得磷酸铁电极作为正极，辅助对电极为负极，银/氯化银电极作为参比电极，在0.1~4 mol/L的含钠的水溶液电解质中进行恒流放电，使溶液中的钠离子嵌入磷酸铁材料，形成橄榄石型磷酸铁钠材料；所述的恒流充电条件为：电流为5mA/g—500mA/g，充电截止电压相对于银/氯化银电极为0.3—1.2V；所述的恒流放电条件为：电流为5mA/g—500mA/g，放电截止电压相对于银/氯化银电极为-0.2 — -1.0V；所述的辅助对电极为惰性电极；所述含锂的水溶液中使用的锂源物质为硫酸锂、硝酸锂、氢氧化锂、氯化锂、高氯酸锂中的一种或混合；所述含钠的水溶液中使用的钠源物质为硫酸钠、硝酸钠、氢氧化钠、氯化钠、高氯酸钠中的一种或混合。

4.根据权利要求1所述的电化学法制备橄榄石型磷酸铁钠的方法，其特征在于：所述的离子脱嵌电极为磷酸铁、锰氧化物或锰酸钠电极。

5.根据权利要求2所述的电化学法制备橄榄石型磷酸铁钠的方法，其特征在于：所述的空气电极是有空气参与电极反应的、可以发生氧的氧化或还原反应的电极。

6.根据权利要求3所述的电化学法制备橄榄石型磷酸铁钠的方法，其特征在于：所述的惰性电极为铂、镍、钌、钛、碳电极或其复合电极。