【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池正极材料，具体涉及一种钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法及应用。
技术介绍
1、锂离子电池由于高的能量密度和长的循环寿命，已经占据了二次电池的主要市场。目前，先进的储能系统大多都采用锂离子电池技术，尽管如此，随着锂离子电池价格的波动特别是锂资源的消耗和未来面临的短缺，锂离子电池发展也具有一定的局限性。钠因为和锂位于同一主族成为替代锂的主要候选，且其具有丰富的钠源和低廉的成本等优势，钠离子电池有望成为新一代的储能产品。
2、目前，钠离子电池的主要研究方向是开发更高能量密度的正极材料。现有的正极材料主要包括层状金属氧化物、聚阴离子类化合物和普鲁士蓝三大类。其中，层状金属氧化物分为o3和p2型，容量稍微高一点、循环性能一般。聚阴离子类克容量稍低，循环性能十分优异。但是缺点是含有钒元素，成本比较高。普鲁士蓝克容量比较低、循环性能较差、材料成本很低，缺点是材料中含结晶水，加工性能存在问题；同时由于材料中含有氰基化合物，在制备和使用过程中有些安全隐患。
3、因此，继续开发出性能更加优异的正极材料迫在眉睫。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法及应用，解决了上述
技术介绍
中的问题。
2、为了实现以上目的，本专利技术的技术方案之一为：一种钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，包括如下步骤：
3、(1)前驱体溶液或悬浮液的制备：将硼源、钠源、三价铁源分别加到水
4、(2)硼酸铁钠前驱体的制备：将步骤(1)得到的沉淀物干燥，得到硼酸铁钠前驱体；
5、(3)硼酸铁钠的制备：将步骤(2)得到的硼酸铁钠前驱体在惰性气氛保护下进行预处理和煅烧得到钠离子电池正极材料硼酸铁钠。
6、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中硼源、钠源和三价铁源的摩尔比为(1.1-1.15)：(1-1.05)：1。
7、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中三价铁源化合物和碳源化合物的摩尔比为1：(0.5-2)；
8、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中硼源选自硼酸、硼酸铵和三氧化二硼中的一种。
9、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中钠源选自碳酸钠、氢氧化钠、草酸钠、乙酸钠和硝酸钠中的一种。
10、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中三价铁源选自三氧化二铁、硝酸铁、草酸铁和柠檬酸铁中的一种。
11、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中碳源选自葡萄糖、柠檬酸、蔗糖、甘醇酸、酒石酸和抗坏血酸中的一种或多种。
12、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(1)中搅拌器转速为1800-3000rpm。
13、进一步优选的，所述干燥的温度可为80-180℃，更进一步优选为100℃。
14、进一步优选的，所述干燥的时间可为4-18h；
15、进一步优选的，所述干燥可在空气气氛下进行。
16、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中干燥的温度为80-180℃，时间为4-18h。
17、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(2)还包括将所述硼酸铁钠前驱体进行粉碎过筛。
18、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(3)中预处理温度为300-800℃，预处理时间为2-5h，煅烧的温度为600-1000℃，煅烧的时间为10-24h。
19、为了实现以上目的，本专利技术的技术方案之二为：一种如上述制备方法制得的钠离子电池正极材料硼酸铁钠。
20、为了实现以上目的，本专利技术的技术方案之三为：一种钠离子电池正极材料硼酸铁钠在电池中的应用。
21、本专利技术所涉及的设备、试剂、工艺、参数等，除有特别说明外，均为常规设备、试剂、工艺、参数等，不再作实施例。
22、本专利技术所列举的所有范围包括该范围内的所有点值。
23、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
24、1.本专利技术利用简单的共沉淀法制备得到一种比容量大以及循环稳定性好的钠离子电池这正极材料，进一步填补了钠离子电池正极材料开发领域的空白，使用硼源以及铁源作为原料，其分布广泛，价格低廉，且操作简单、可控性好和重复性高有利于在工厂中大量生产。
25、2.本专利技术制备得到的正极材料属于富钠相材料，且空气稳定性极佳，这对于其后续的加工以及在电池中的应用均十分有利。
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1.一种钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中硼源、钠源和三价铁源的摩尔比为(1.1-1.15)：(1-1.05)：1。
3.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中三价铁源化合物和碳源化合物的摩尔比为1：(0.5-2)。
4.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中硼源选自硼酸、硼酸铵和三氧化二硼中的一种，钠源选自碳酸钠、氢氧化钠、草酸钠、乙酸钠和硝酸钠中的一种，三价铁源选自三氧化二铁、硝酸铁、草酸铁和柠檬酸铁中的一种，碳源选自葡萄糖、柠檬酸、蔗糖、甘醇酸、酒石酸和抗坏血酸中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌器转速为1800-3000rpm。
6.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中干燥的温度为80
7.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括将所述硼酸铁钠前驱体进行粉碎过筛。
8.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中预处理温度为300-800℃，预处理时间为2-5h，煅烧的温度为600-1000℃，煅烧的时间为10-24h。
9.如权利要求1-8任一项所述的钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法制得的钠离子电池正极材料硼酸铁钠。
10.如权利要求9所述的钠离子电池正极材料硼酸铁钠在电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中硼源、钠源和三价铁源的摩尔比为(1.1-1.15)：(1-1.05)：1。
3.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中三价铁源化合物和碳源化合物的摩尔比为1：(0.5-2)。
4.如权利要求1所述的钠离子电池正极材料硼酸铁钠的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中硼源选自硼酸、硼酸铵和三氧化二硼中的一种，钠源选自碳酸钠、氢氧化钠、草酸钠、乙酸钠和硝酸钠中的一种，三价铁源选自三氧化二铁、硝酸铁、草酸铁和柠檬酸铁中的一种，碳源选自葡萄糖、柠檬酸、蔗糖、甘醇酸、酒石酸和抗坏血酸中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的钠离子电池正极...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵金保，
申请(专利权)人：安徽铧钠新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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