【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新型钠离子电池阴极材料的制备，特别是一种氟掺杂铁基磷酸盐阴极材料及制备方法、及作为阴极材料在钠离子电池中应用。
技术介绍
1、钠离子电池以其丰富的钠源和低廉的成本等优势，在大规模储能系统和智能电网中受到广泛关注。其中，良性和廉价的铁基磷酸盐是钠离子电池的最佳候选之一。然而，实现钠离子电池商业化应用的目标面临着多个挑战。首先，由于橄榄石型nafepo4的热力学特性和向更稳定的磷铁钠相转变的不利趋势，传统的方法无法获得橄榄石型nafepo4。其次，由于缺乏有效的钠离子扩散通道，通常认为更稳定的磷铁钠相具有电化学惰性。最后，nafepo4具有比较低的电压平台(～2.3v vs na/na+)，相比之下，由于p2o7基团的强电感效应，na2fep2o7焦磷酸盐表现出开放的三维na+通道，并允许更高的工作电压(～3.0v)。此外，氟掺杂可以极大促进电荷的重新分配，加速电子交换，使得结构骨架可以承载更多的钠离子。因此，通过设计结合了po4和p2o7基团的结构以及氟掺杂的聚阴离子磷酸盐，既可以实现更高的工作电压，又能改善其可逆容量低的状况，是解决铁基磷酸盐钠离子电池面临的问题的有效方法。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种简单、高效的制备氟掺杂铁基磷酸盐材料的方法并应用于钠离子电池。
2、本专利技术中，研究者发现了一种氟掺杂铁基磷酸盐材料的方法并应用于钠离子电池。这种材料具有以下特点：综合po4和p2o7基团的新型磷酸盐阴极的优点，同时实
3、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种氟掺杂铁基磷酸盐材料。
4、为实现上述专利技术目的，本专利技术技术方案如下：
5、一种氟掺杂铁基磷酸盐材料的制备方法，包括以下步骤：
6、步骤1：前躯体的制备：以3～4克硝酸铁、1.5～2.5克磷酸二氢铵、1～1.4克草酸钠、540～600毫克无水葡萄糖、650～750毫克氟化钠为原料，以30～50毫升去离子水为溶剂，先上述原材料溶解在去离子水中，搅拌均匀得到混合溶液，将混合溶液在110℃油浴中加热搅拌，以完全除去溶剂，鼓风干燥后将溶质研磨成细粉得到前驱体粉末；
7、步骤2：退火过程：将前体粉末放置于管式炉中，在氩气氛围下进行高温退火处理。退火温度为550℃，保持5小时，最终得到产物粉末。
8、作为优选方式，步骤1进一步为：
9、以3～4克硝酸铁、1.5～2.5克磷酸二氢铵、1～1.4克草酸钠、540～600毫克无水葡萄糖、650～750毫克氟化钠为原料，以30～50毫升去离子水为溶剂，先上述原材料溶解在去离子水中，搅拌均匀得到混合溶液，将混合溶液在110℃油浴中加热搅拌4小时，以完全除去溶剂，80℃鼓风干燥12小时后将溶质研磨成细粉得到前驱体粉末。
10、作为优选方式，步骤2中，管式炉中升温速率为每分钟5℃。
11、作为优选方式，步骤1进一步为：前躯体的制备：以3.5克硝酸铁、2克磷酸二氢铵、1.2克草酸钠、570毫克无水葡萄糖、700毫克氟化钠为原料，以40毫升去离子水为溶剂，先上述原材料溶解在去离子水中，搅拌均匀得到混合溶液，将混合溶液在110℃油浴中加热搅拌4小时，以完全除去溶剂，80℃鼓风干燥12小时后将溶质研磨成细粉得到前驱体粉末。
12、本专利技术还提供一种所述方法制备的氟掺杂铁基磷酸盐阴极，其为氟掺杂na4.5fe3.5(po4)2.5(p2o7)。
13、与现有技术相比，本专利技术的优点是：
14、1、本专利技术实验过程简单、重复性、成本低廉。
15、2、本专利技术提供的氟掺杂铁基磷酸盐阴极展现出了优异的钠离子电池电化学性能，为钠离子电池阴极材料的设计提供了新的思路。
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1.一种氟掺杂铁基磷酸盐阴极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氟掺杂铁基磷酸盐阴极的制备方法，其特征在于：步骤1进一步为：
3.根据权利要求1所述的氟掺杂铁基磷酸盐阴极的制备方法，其特征在于：步骤2中，管式炉中升温速率为每分钟5℃。
4.根据权利要求1所述的氟掺杂铁基磷酸盐阴极的制备方法，其特征在于：步骤1进一步为：前躯体的制备：以3.5克硝酸铁、2克磷酸二氢铵、1.2克草酸钠、570毫克无水葡萄糖、700毫克氟化钠为原料，以40毫升去离子水为溶剂，先上述原材料溶解在去离子水中，搅拌均匀得到混合溶液，将混合溶液在110℃油浴中加热搅拌4小时，以完全除去溶剂，80℃鼓风干燥12小时后将溶质研磨成细粉得到前驱体粉末。
5.权利要求1至4任意一项所述方法得到的氟掺杂铁基磷酸盐阴极。
6.根据权利要求5所述的氟掺杂铁基磷酸盐阴极，其特征在于：具有超强的循环稳定性与高的能量密度。
【技术特征摘要】
1.一种氟掺杂铁基磷酸盐阴极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的氟掺杂铁基磷酸盐阴极的制备方法，其特征在于：步骤1进一步为：
3.根据权利要求1所述的氟掺杂铁基磷酸盐阴极的制备方法，其特征在于：步骤2中，管式炉中升温速率为每分钟5℃。
4.根据权利要求1所述的氟掺杂铁基磷酸盐阴极的制备方法，其特征在于：步骤1进一步为：前躯体的制备：以3.5克硝酸铁、2克磷酸二氢铵、1....
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