【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池，具体涉及一种具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法。
技术介绍
1、随着锂离子电池的发展，其应用领域不断拓展，但是随着有限的锂资源被大量消耗，最终会出现锂资源短缺的问题，这促使研究者们寻找新型电池材料，基于这种考虑，钠离子电池应运而生。
2、钠离子正极材料资源丰富、成本低廉，安全性高且对环境友好。经过前两年的发展，当前钠离子电池正处于产业规模化前夕，预计将在储能和低速电动车等领域迎来大规模运用。钠离子正极材料中的磷酸焦磷酸铁钠(nfpp)材料有着循环性稳定性高、成本低、安全性好等优点，并具备较高的比容量(129mah/g)而得到了广泛关注。但是nfpp材料有着离子电导率低的缺点，限制了其在二轮车领域的应用。碳包覆是改善材料电导率的重要方法，专利cn117886295a公开了一种多碳包覆的方法，并没有强调两种类型的碳包覆层在内外复合的作用。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所提供的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，用于克服现有技术中的上述缺陷。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，包括以下步骤：
4、第一步，将钠源、铁源、磷源按照4:(2.8～3):4的比例投入球磨罐中，并加入材料质量3-5％的第一碳源和0.5-2％的添加剂进入球磨罐中，
5、以甲醇或无水乙醇为介质进行球磨
6、第二步，将第一喷雾料投入球磨罐中，按照3-5kg/l的比例加入纯水作为溶剂，再按照所述第一喷雾料重量的2-5％加入第二碳源，低速球磨，球磨作业使浆料粒度到1.8～3μm，然后再喷雾干燥，得到第二喷雾料；
7、第三步，将第二喷雾料在氩气和氢气9:1的混合气氛中进行煅烧，快速升温到550～580℃，保温10h，得到具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料。
8、在其中一个实施例中，所述钠源为磷酸二氢钠、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠、焦磷酸钠中的一种或多种；
9、所述铁源为草酸亚铁、磷酸铁、醋酸亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁中的一种或多种；
10、所述磷源为磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢铵的一种或多种。
11、在其中一个实施例中，所述第一碳源为聚乙二醇、聚丙烯醇、聚苯胺、聚乙烯基吡络烷酮中的一种或多种；
12、所述第二碳源为蔗糖、乳糖、麦芽糖中的一种或多种。
13、在其中一个实施例中，所述添加剂为油酸、硬脂酸、石蜡、月桂酸中的一种或多种。
14、在其中一个实施例中，所述第一步中的喷雾干燥作业的喷雾转速在10000至12000rpm之间、温度在80至90℃之间；
15、所述第三步中的喷雾干燥作业的喷雾转速在11000至12000rpm之间、温度在110至120℃之间。
16、在其中一个实施例中，所述第一步中的球磨作业的转速在800-1200rpm之间，所述第二步中的球磨作业的转速600-800rpm之间。
17、在其中一个实施例中，所述第三步中快速升温作业的升温速率是12～15℃/min。
18、在其中一个实施例中，所述第二步中加入的第二碳源的重量为所述第一喷雾料的5％。
19、在其中一个实施例中，所述聚乙二醇为聚乙二醇1000。
20、与现有技术相比，本专利技术提供的一种具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，利用不同碳源的分别包覆，可以形成双层碳层，且不同碳层有不同的结构类型，能使得材料有更高的相稳定性和优异的离子导电率，具体是通过二次喷雾法，在第一次喷雾时包覆高分子聚合物形成内碳层，第二次喷雾包覆有机物类低分子形成外碳层，形成多重包覆的效果，内碳层致密紧实可以避免电解液与正极材料发生过多副反应，从而提高循环性能，外碳层用于补充内碳层的缺陷处，进一步防止电解液的接触，同时作为颗粒间的离子传输通道以提高电导率；
21、本专利技术提供的一种具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法是一种方便高效的提高nfpp离子电导率的方法，通过碳包覆-固相分散-二次碳包覆的方法，在nfpp材料外形成两层不同类型的碳包覆层以解决nfpp材料有着离子电导率低的缺点。
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1.具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述钠源为磷酸二氢钠、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠、焦磷酸钠中的一种或多种；
3.根据权利要求1所述的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一碳源为聚乙二醇、聚丙烯醇、聚苯胺、聚乙烯基吡络烷酮中的一种或多种；
4.根据权利要求1所述的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述添加剂为油酸、硬脂酸、石蜡、月桂酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一步中的喷雾干燥作业的喷雾转速在10000至12000rpm之间、温度在80至90℃之间；
6.根据权利要求1所述的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一步中的球磨作业的转速在800-1200rpm之间，所述第二步中的球磨作业的转速600-800rpm之间。>
7.根据权利要求1所述的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述第三步中快速升温作业的升温速率是12～15℃/min。
8.根据权利要求1所述的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述第二步中加入的第二碳源的重量为所述第一喷雾料的5％。
9.根据权利要求3所述的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇1000。
...【技术特征摘要】
1.具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述钠源为磷酸二氢钠、碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠、焦磷酸钠中的一种或多种；
3.根据权利要求1所述的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一碳源为聚乙二醇、聚丙烯醇、聚苯胺、聚乙烯基吡络烷酮中的一种或多种；
4.根据权利要求1所述的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述添加剂为油酸、硬脂酸、石蜡、月桂酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的具有双层碳结构的磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一步中的喷雾干燥作业的喷雾转速在...
【专利技术属性】
技术研发人员：石原，徐长美，傅昭，陈海林，
申请(专利权)人：湖南鹏博新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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