[发明专利]一种掺杂硅酸铁钠电极材料及其制备方法和应用有效
| 申请号： | 201811534795.9 | 申请日： | 2018-12-14 |
| 公开（公告）号： | CN109607556B | 公开（公告）日： | 2022-03-11 |
| 发明（设计）人： | 谭强强;夏青 | 申请（专利权）人： | 廊坊绿色工业技术服务中心;中国科学院过程工程研究所 |
| 主分类号： | C01B33/20 | 分类号： | C01B33/20;H01M4/58;H01M10/054 |
| 代理公司： | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人： | 巩克栋 |
| 地址： | 065001 河北省*** | 国省代码： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 掺杂 硅酸 电极 材料 及其 制备 方法 应用 | ||
1.一种掺杂硅酸铁钠电极材料，其特征在于，所述电极材料的分子式为Na2-yFe1-xMnxSiO4-yFy，其中0x≤0.2，0y≤0.3。
2.如权利要求1所述的电极材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)按分子式中各元素的比例进行配料，将钠源、铁源、锰源、硅源和氟源混合，球磨后得到前驱体；
(2)将步骤(1)所得前驱体压制成片，然后进行热处理，得到所述掺杂硅酸铁钠电极材料。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述钠源为无水乙酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、草酸钠、亚硝酸钠、磷酸氢二钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠、无水硫酸钠、硬脂酸钠、油酸钠、酒石酸钠、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、乳酸钠或腐植酸钠中的至少一种。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述钠源为无水乙酸钠、氢氧化钠、碳酸钠或草酸钠中的至少一种。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述铁源为草酸亚铁和/或醋酸亚铁。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述锰源为二氧化锰、硝酸锰、硫酸锰、碳酸锰、醋酸锰、氯化锰、草酸锰或氢氧化锰中的至少一种。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述硅源为二氧化硅和/或正硅酸乙酯。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述氟源为氟化钠。
9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述球磨的操作为：将混合物置于球磨罐中，加入球磨介质进行球磨，球磨结束后将物料烘干，得到前驱体。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述球磨介质为水、乙醇、乙二醇或丙酮中的至少一种。
11.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述球磨过程中磨球和物料的质量比为(5-30):1。
12.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述球磨的时间为5-80h。
13.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述压制过程中的压力为5-20MPa。
14.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述热处理在保护性气氛中进行。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述保护性气氛为氮气、氩气或氦气中的至少一种。
16.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述热处理的温度为500-900℃。
17.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述热处理的时间为6-12h。
18.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)按分子式中各元素的比例进行配料，将钠源、铁源、锰源、硅源和氟源混合，将混合物置于球磨罐中，加入球磨介质，控制磨球和物料的质量比为(5-30):1进行球磨5-80h，球磨结束后将物料烘干，得到前驱体；
(2)将步骤(1)所得前驱体在5-20MPa的压力下压制成片，然后在保护性气氛中升温至500-900℃热处理6-12h，得到所述掺杂硅酸铁钠电极材料。
19.如权利要求1所述的掺杂硅酸铁钠电极材料作为钠离子电池正极材料的应用。
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