[发明专利]一种钠离子超导材料Na1+xAlxTi2-x(PO4)3及其制备方法和应用在审
| 申请号： | 201910342977.4 | 申请日： | 2019-04-26 |
| 公开（公告）号： | CN110078041A | 公开（公告）日： | 2019-08-02 |
| 发明（设计）人： | 黄杜斌;李爱军 | 申请（专利权）人： | 北京金羽新能科技有限公司 |
| 主分类号： | C01B25/45 | 分类号： | C01B25/45;H01M10/054;H01M4/58 |
| 代理公司： | 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 | 代理人： | 王文君;陈征 |
| 地址： | 100095 北*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 超导材料 钠离子 制备方法和应用 水系钠离子电池 制备方法工艺 固相合成法 离子电导率 循环稳定性 电极材料 烧结 产率 磷源 铝源 钠源 球磨 钛源 电池 合成 | ||
本发明涉及一种钠离子超导材料Na1+xAlxTi2‑x(PO4)3及其制备方法和应用。所述钠离子超导材料，其化学式为Na1+xAlxTi2‑x(PO4)3，其中0<x≤0.9。同时本发明提供了一种固相合成Na1+xAlxTi2‑x(PO4)3的方法：以钛源、钠源、磷源与铝源混合，球磨，干燥，烧结后制得。本发明的钠离子超导材料Na1+xAlxTi2‑x(PO4)3与现有的NaTi2(PO4)3相比具有更高的离子电导率，用于水系钠离子电池中能提高电池的循环稳定性。本发明通过简单的固相合成法合成Na1+xAlxTi2‑x(PO4)3电极材料，该制备方法工艺简单，产率较高，适用于工业生产。
技术领域
本发明属于新能源材料领域，涉及一种钠离子超导材料，特别涉及一种Na1+xAlxTi2-x(PO4)3及其固相合成方法和应用。
背景技术
钠电池因为不会产生枝晶，具有良好的安全性，可能成为新一代具有巨大开发和应用潜力的储能器件。目前主要用于钠电池的材料有NaFePO4、Na3V2(PO4)3、NaV3O8、NaTi2(PO4)3以及氟磷酸盐等具有钠离子超导结构的材料，其中NaTi2(PO4)3具有较高的理论容量(133mAh/g)和良好的氧化还原电位(0.8V Vs.Ag/AgCl)，被广泛用作钠电池的负极材料。
但是单纯的NaTi2(PO4)3电极材料循环性能较差，需要对其表面进行改性处理。目前的处理方法主要是对其表面进行包覆，如导电炭，石墨等，但进行碳包覆需要更复杂的制备工序，同时在一定程度上增加了成本。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种新的钠离子超导材料，并且提供一种制备工序简单，产率较高，适用于工业生产的制备方法，同时还提供将其作为水系钠离子电池电极材料的用途。
本发明的技术方案如下：
一种钠离子超导材料，其化学式为Na1+xAlxTi2-x(PO4)3，其中0<x≤0.9，优选0.2≤x≤0.5；进一步优选为0.3、0.4、0.5。
本发明通过将Al3+部分替代NaTi2(PO4)3中的Ti4+，可提高电极材料的离子电导率，进而提高其作为负极材料的钠离子电池的循环性能。
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