[发明专利]三聚磷酸混合过渡金属钠盐在制备锂离子电池或锌离子电池中的应用

权利要求书

1.三聚磷酸混合过渡金属钠盐在制备锂离子电池或锌离子电池中的应用，其特征在于：三聚磷酸混合过渡金属钠盐的化学式为：Na_xB_3-xC_yD_2-yP₃O₁₁，其中B为K、Li、Ca、Rb、Cs；x的范围为0＜x≤3；C、D为Mn、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Mg、Ru、Rh、Tc、In、Mo，y的范围为0≤y≤2。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：三聚磷酸混合过渡金属钠盐的化学式为Na₃Mn₂P₃O₁₁、Na_2.8K_0.2Mn₂P₃O₁₁、Na₃Mn_1.6Ni_0.4P₃O₁₁、Na₃Mn_1.6Fe_0.4P₃O₁₁或Na₃Mn_1.8Ni_0.2P₃O₁₁。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：

制备锂离子电池时，三聚磷酸混合过渡金属钠盐用于制备锂离子电池负极材料；

制备锌离子电池时，三聚磷酸混合过渡金属钠盐用于制备锌离子电池正极材料。

4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：

所述的三聚磷酸混合过渡金属钠盐的制备方法，包括如下步骤：

1)混合前驱体：将有机螯合剂、钠源化合物、B源化合物、C源化合物、D源化合物、磷酸源化合物按Na_xB_3-xC_yD_2-yP₃O₁₁化学式中Na、B、C、D和P的化学计量比混合均匀，加入适量去离子水形成溶胶，将溶胶在水浴加热下搅拌直至液体蒸发并形成湿凝胶；

2)预处理：将步骤1)获得的湿凝胶在150℃以下空气气氛中烘干得到干凝胶，研磨得到粉末后，在空气、还原性气氛或惰性气氛中于200～400℃处理3～6h，自然冷却后研磨，得到粉末状材料；

3)烧结反应：将步骤2)处理的粉末状材料再次研磨均匀后，在空气、还原性气氛或惰性气氛中于500～700℃处理8～12h，自然冷却后得到三聚磷酸混合过渡金属钠盐或碳包覆的三聚磷酸混合过渡金属钠盐；其中，空气时，得到三聚磷酸混合过渡金属钠盐；惰性气氛或还原性气氛时，得到碳包覆的三聚磷酸混合过渡金属钠盐。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：

步骤1)中所述的有机螯合剂，包括柠檬酸、抗坏血酸、草酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠，加入的物质的量为所加入的C源化合物和D源化合物中金属离子的物质的量之和的100％～300％。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：

加入的物质的量为所加入的C源化合物和D源化合物中金属离子的物质的量之和的200％。