【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池，具体涉及一种镁基电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着能源需求的不断提升，人们开始寻求具有更高比容量，更加安全可靠的储能技术，其中镁离子电池就是其中之一。但是镁离子电池仍具有较多问题阻碍了它的实际应用，比如镁离子电池离子迁移相对缓慢，没有合适的商业化镁离子电解液和正极材料使用受限等问题。
2、目前镁离子电池正极材料较为常见的正极材料包括chevrel相mo6 s8和以及其他的硫化物和氧化物。chevrel相mo6 s8可与apc电解液和镁金属组成电池，该电池放电比容量最高可以达到120mahg-1左右，循环性能较好但其存在工作电压低、能量密度较低的问题，并且合成难度较高、产量较低，因此目前无法进行商业化应用。而普鲁士蓝作为钠离子电池中常见的正极材料，其具有刚性开放结构，并且具有电压平台高，合成简单方便、成本低廉等优点，因此在实际应用上受到了广泛的关注。
3、通常普鲁士蓝类似物的化学式为axmy[fe(cn)6]z，其中，a为na、k、mg、ca中任一种，m选自过渡金属中的任一种，0≤x≤2，0<y<2，0<z<1。但是，相比锂、钠离子，镁离子的扩散能磊较高，直接使用现有的普鲁士蓝类似物作为正极材料，存在电池容量较低、循环性能较差的问题，且镁离子的溶剂化严重，难以嵌入到正极材料中，也难以找到合适的电解液与其适配。
技术实现思路
1、本专利技术意在提供镁基电池正极材料及其制备方法，以解决现有镁基电池正极材料
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：镁基电池正极材料，其结构式为axmy[fe(cn)5no)]；其中，a为na、k、mg、ca中任一种，m为一种或多种过渡金属元素，0<x<2，0<y<2。
3、本方案的原理及优点是：
4、本专利技术中镁基电池正极材料通过多种过渡金属掺杂，以及采用硝普酸钠所合成的n＝o替换结构当中的部分c≡n，从而达到降低镁离子在结构当中的扩散能磊，提高电池容量的目的。其中，采用n＝o替换结构当中的部分c≡n可以降低镁离子转移的阻抗，促进镁离子的扩散，并且取代后具有较少的结构水和空位从而提高循环稳定性。所得正极材料具有高比容量、高工作电压，高稳定性。
5、优选的，作为一种改进，所述过渡金属盐为锰盐、锌盐、钴盐、镍盐中的一种或多种。
6、本申请中，过渡金属盐可以选用多种金属进行掺杂，利用不同金属元素的特性使所制备的正极材料具备更好的性能。其中掺杂锌元素可以控制材料形貌，使其具备稳定的结构；而掺杂锰元素可以提高放电平台；掺杂钴元素可以提高正极材料的循环性能并能提高放电容量。
7、优选的，作为一种改进，所述正极材料为立方八面体形貌，所述正极材料的粒径为2～3μm。
8、本申请中，立方八面体形貌可以为正极材料带来更为稳定的结构，提高材料的循环性能。
9、本申请还提供了镁基电池正极材料的制备方法，包括下述步骤：
10、s1:将过渡金属盐分别和螯合剂先后加入到去离子水中，搅拌均匀得到溶液a；
11、s2:将硝普酸钠、pvp以及抗坏血酸加入到去离子水中，搅拌均匀得到溶液b；
12、s3:将溶液a缓慢滴入到溶液b中，搅拌均匀得到溶液c；
13、s4:将溶液c加热至恒温，恒温反应后冷却得到沉淀；
14、s5:将s4中得到的沉淀洗涤、烘干得到正极材料。
15、优选的，作为一种改进，所述过渡金属盐、螯合剂、硝普酸钠、pvp和抗坏血酸的摩尔比为0.8～1.2:2.4～3.6：0.8～1.2：2.4～3.6：2.4～3.6。
16、本申请中，需要控制各个原料的添加重量比以保证可以制备合格的正极材料。其中硝普酸钠主要作用是提供金属材料的结构框架，若其含量较低则无法进行正极材料的制备，若含量较高则会导致合成的正极材料中过渡金属盐的掺杂量过低，相应的正极材料不具有使用价值。抗坏血酸的作用是为了防止出现氧化反应，若抗坏血酸的添加量太高则会造成正极材料中铁离子比重失调，相应的正极材料不具有使用价值。
17、优选的，作为一种改进，所述螯合剂为edta或柠檬酸钠。
18、本申请中，加入螯合剂可以减小形核速度，从而起到控制结构水和空位的含量，提高正极材料的稳定性。
19、优选的，作为一种改进，所述步骤s3中溶液a的滴加速度为5～10ml/min。
20、本申请中，控制溶液的滴加速度可以保证可以合成正极材料，若滴加速度过快或过慢均无法成功制备出正极材料。
21、优选的，作为一种改进，所述步骤s4中恒温温度为100～200℃，所述恒温反应时间为3～5h。
22、本申请中，反应温度过低则原料之间不会发生相互反应，若温度过高会导致正极材料结构崩坏。
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1.镁基电池正极材料，其特征在于：其结构式为AXMy[Fe(CN)5NO)]；其中，A为Na、K、Mg、Ca中任一种，M为一种或多种过渡金属元素，0<x<2，0<y<2。
2.根据权利要求1所述的镁基电池正极材料，其特征在于：所述过渡金属盐为锰盐、锌盐、钴盐、镍盐中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的镁基电池正极材料，其特征在于：所述正极材料为立方八面体。
4.根据权利要求3所述的镁基电池正极材料，其特征在于：所述正极材料的粒径为2～3μm。
5.用于权利要求1-4中所述任意一项的镁基电池正极材料的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
6.根据权利要求5所述的镁基电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述过渡金属盐、螯合剂、硝普酸钠、PVP和抗坏血酸的摩尔比为0.8～1.2:2.4～3.6：0.8～1.2：2.4～3.6：2.4～3.6。
7.根据权利要求6所述的镁基电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述螯合剂为EDTA或柠檬酸钠。
8.根据权利要求7所述的镁基电池正极
9.根据权利要求8所述的镁基电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中恒温温度为100～200℃，所述恒温反应时间为3～5h。
...【技术特征摘要】
1.镁基电池正极材料，其特征在于：其结构式为axmy[fe(cn)5no)]；其中，a为na、k、mg、ca中任一种，m为一种或多种过渡金属元素，0<x<2，0<y<2。
2.根据权利要求1所述的镁基电池正极材料，其特征在于：所述过渡金属盐为锰盐、锌盐、钴盐、镍盐中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的镁基电池正极材料，其特征在于：所述正极材料为立方八面体。
4.根据权利要求3所述的镁基电池正极材料，其特征在于：所述正极材料的粒径为2～3μm。
5.用于权利要求1-4中所述任意一项的镁基电池正极材料的制备方法，其特征在于：包括下述步...
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿佰华，黄凯封，黄光胜，王敬丰，潘复生，
申请(专利权)人：重庆新型储能材料与装备研究院，
类型：发明
国别省市：
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