[发明专利]一种钠离子电池正极材料及其制备方法、钠离子电池有效

专利信息
申请号: 201711156026.5 申请日: 2017-11-20
公开(公告)号: CN107978743B 公开(公告)日: 2020-07-24
发明(设计)人: 张治安;赖延清;李煌旭;尚国志;张凯;李劼 申请(专利权)人: 中南大学
主分类号: H01M4/36 分类号: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/054
代理公司: 长沙市融智专利事务所(普通合伙) 43114 代理人: 颜勇
地址: 410083 湖南*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 钠离子 电池 正极 材料 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种钠离子电池正极材料,其特征在于,所述钠离子电池正极材料的分子式为Na4Fe0.5Mn0.5V(PO4)3,为三方晶系,R-3c空间群,片状结构。

2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料,其特征在于,所述钠离子电池正极材料的比表面积为3~100m2/g。

3.一种如权利要求1或2所述的钠离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将钠源、铁源、锰源、钒源和磷源按化学计量比溶解于去离子水中,并使得溶液中钒离子的浓度为0.05~0.1mol/L,然后加入四甘醇和乙二醇的混合溶液,室温搅拌,得混合液,所述四甘醇和乙二醇的混合溶液中四甘醇和乙二醇的体积比为1:(0.5~2);

(2)将步骤(1)所得混合液转移到反应釜中,160~200℃下反应8~12h,得粘稠胶体,然后将所得粘稠胶体冷冻干燥,得前驱体粉料;

(3)将步骤(2)所得前驱体粉料在惰性气氛下650~850℃下煅烧6~12h,即得钠离子电池正极材料。

4.根据权利要求3所述的钠离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,四甘醇和乙二醇的混合溶液的体积与去离子水的体积之比为1:(1.5~3.5)。

5.根据权利要求3所述的钠离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,室温搅拌的时间为0.5~1.5h。

6.根据权利要求3所述的钠离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,所述钠源为醋酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸二氢钠和磷酸氢二钠中的一种或多种;所述铁源为草酸亚铁、醋酸亚铁、柠檬酸铁和柠檬酸铁铵中的一种或多种。

7.根据权利要求3所述的钠离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,所述锰源为醋酸锰、草酸锰、硝酸锰中的一种或多种;所述钒源为偏钒酸按、乙酰丙酮钒、乙酰丙酮氧钒、正钒酸钠中的一种或多种;所述磷源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵、磷酸氢二钠和磷酸二氢钠中的一种或多种。

8.根据权利要求3所述的钠离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,所述惰性气氛为氩气、氮气和氢氩混合气中的一种或多种。

9.一种钠离子电池,其特征在于,所述钠离子电池中使用如权利要求1或2所述的钠离子电池正极材料,或者使用如权利要求3~8中任一项所述的制备方法制备得到的钠离子电池正极材料。

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