System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法技术_技高网

一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法技术

技术编号:42966446 阅读:3 留言:0更新日期:2024-10-15 13:11
本发明专利技术涉及电池正极材料的领域,公开了一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,包含如下步骤:(1)将过渡金属盐TMGI<subgt;2</subgt;和Na<subgt;4</subgt;M(CN)<subgt;6</subgt;分别溶解于去离子水中,并往过渡金属盐TMCl<subgt;2</subgt;溶液中添加有机含硫化合物,待充分溶解后,将过渡金属盐溶液滴加至Na<subgt;4</subgt;M(CN)<subgt;6</subgt;中,滴定完成后,离心即得PBAs;(2)将步骤(1)制得的PBAs分散于去离子水中,加入氧化石墨烯,然后置于反应釜中进行水热反应,反应结束后即得负载还原氧化石墨烯的样品rGO@PBAs。本申请实现了高质量普鲁士蓝正极材料的制备,该方法流程简单,效果显著,是一种减少普鲁士蓝正极材料晶格缺陷、材料导电性和稳定性的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池正极材料的,特别涉及一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法


技术介绍

1、近年来,随着锂资源稀缺性日益严重和锂价格的持续上涨,钠离子电池因钠储量丰富、分布广泛且成本低等优势引起广泛关注。较宽的工作温度范围和较高的安全性使得钠离子电池在储能领域崭露头角。普鲁士蓝类似物(pbas)由于具有开放的骨架结构、丰富的氧化还原活性中心和优良的结构稳定性,成为钠离子电池最理想的正极材料之一。一般用axtmy[m(cn)6]zzm·nh2o表示pbas(存在阴离子[fe(cn)6]/[mn(cn)6]空位时,0<x≤2;0<y≤1,z+m=1;存在阳离子tm空位时,0<z≤1,y+m=1),其中a、tm、z分别为可移动碱金属离子、过渡金属离子和空位,m为fe或者mn。

2、pbas的合成通常采用传统的化学沉淀法,在该过程中,晶体快速成核时不可避免的缺陷空位的产生带来了一系列问题,比如破坏m-cn-tm桥联结构的完整性使得材料在充放电过程中发生结构畸变和坍塌、阻碍电子沿材料框架的传导削弱了材料的导电性等。此外,空位被间隙水占据后,碱金属离子扩散受阻,削弱了电池充放电时的倍率性能。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法,通过添加有机含硫化合物络合剂降低pbas合成速率,减少材料晶格缺陷和水分含量,辅以还原氧化石墨烯对其进行包覆,同时解决普鲁士蓝正极材料晶格缺陷大、结晶水分大以及导电性差等问题。

2、第一方面,本申请提供了一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,包含如下步骤:

3、(1)将过渡金属盐tmcl2和na4m(cn)6分别溶解于去离子水中,并往过渡金属盐tmcl2溶液中添加有机含硫化合物,待充分溶解后,将过渡金属盐溶液滴加至na4m(cn)6中,滴定完成后,离心即得pbas;

4、(2)将步骤(1)制得的pbas分散于去离子水中,加入氧化石墨烯,然后置于反应釜中进行水热反应,反应结束后即得负载还原氧化石墨烯的样品rgo@pbas。

5、进一步的,所述过渡金属盐tmcl2为mncl2、fecl2、cocl2、nicl2、cucl2以及zncl2中的一种,na4m(cn)6为na4fe(cn)6或者na4mn(cn)6。

6、进一步的,所述过渡金属盐tmcl2和na4m(cn)6的浓度为1.0×10-4mol/l~3.0×10-2mol/l。

7、进一步的,所述有机含硫化合物为丁基黄原酸钠、乙基黄原酸钠、戊基黄原酸钠和异丁基黄原酸钠中的一种或多种混合。

8、进一步的,所述水热反应时长为0.5-48h。

9、进一步的,所述水热反应温度为120-200℃。

10、进一步的,所述氧化石墨烯与pbas的质量比为0.1%~10%。

11、第二方面,本申请提供了一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料,所述钠离子电池普鲁士蓝正极材料由前面所述的制备方法制得。

12、与现有技术相比,本申请在使用共沉淀法合成普鲁士蓝类似物过程中加入有机含硫化合物络合剂降低结晶速率,然后通过水热反应进行重结晶和还原氧化石墨烯的包覆,从而实现高质量普鲁士蓝正极材料的制备。该方案流程简单,效果显著,是一种减少普鲁士蓝正极材料晶格缺陷、材料导电性和稳定性的方法。

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【技术保护点】

1.一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,其特征在于,包含如下步骤:

2.根据权利要求1所述的钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,其特征在于,所述过渡金属盐TMCl2为MnCl2、FeCl2、CoCl2、NiCl2、CuCl2以及ZnCl2中的一种,Na4M(CN)6为Na4Fe(CN)6或者Na4Mn(CN)6。

3.根据权利要求1所述的钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,其特征在于,所述过渡金属盐TMCl2和Na4M(CN)6的浓度为1.0×10-4mol/L~3.0×10-2mol/L。

4.根据权利要求1所述的钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,其特征在于,所述有机含硫化合物为丁基黄原酸钠、乙基黄原酸钠、戊基黄原酸钠和异丁基黄原酸钠中的一种或多种混合。

5.根据权利要求1所述的钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,其特征在于,所述水热反应时长为0.5-48h。

6.根据权利要求1所述的钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,其特征在于,所述水热反应温度为120-200℃。

7.根据权利要求1所述的钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,其特征在于,所述氧化石墨烯与PBAs的质量比为0.1%~10%。

8.一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料,其特征在于,所述钠离子电池普鲁士蓝正极材料由权利要求1-7任意一项所述的制备方法制得。

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【技术特征摘要】

1.一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,其特征在于,包含如下步骤:

2.根据权利要求1所述的钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,其特征在于,所述过渡金属盐tmcl2为mncl2、fecl2、cocl2、nicl2、cucl2以及zncl2中的一种,na4m(cn)6为na4fe(cn)6或者na4mn(cn)6。

3.根据权利要求1所述的钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,其特征在于,所述过渡金属盐tmcl2和na4m(cn)6的浓度为1.0×10-4mol/l~3.0×10-2mol/l。

4.根据权利要求1所述的钠离子电池普鲁士蓝正极材料的制备方法,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:钟春晖梅日国李帆王南刘清侠
申请(专利权)人:深圳技术大学
类型:发明
国别省市:

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