【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源材料，具体涉及一种磷酸盐掺杂的高熵氧化物电池负极材料、制备方法和应用。
技术介绍
1、在当前蓬勃发展的电化学领域，高熵氧化物(heos)呈现出迅猛的发展趋势。相较传统过渡金属氧化物，基于独特多主元设计的高熵氧化物具备一系列优异性能。高熵效应使体系熵增，形成稳定固溶体相；晶格畸变效应增加缺陷密度，为电子/离子传输提供更多通道与活性位点；迟缓扩散效应抑制电池充放电时电极结构变化，提升循环稳定性；鸡尾酒效应使多种元素协同作用提高材料的整体性能。
2、然而，高熵氧化物负极材料存在本征电导率低、倍率性能欠佳等固有缺点。maciej等人对碱金属li+掺杂高熵氧化物进行了深入探究，研究结果表明，随着li+含量的逐步增加，材料中的氧空位浓度上升，进而使得电子传导能力得以相继提升(maciej mozdzierz,juliusz dabrowa,anna stepie,et al.mixed ionic-electronic transport in thehigh-entropy(co,cu,mg,ni,zn)1-xlixo oxides.acta materialia,2021,208:116735.)。justin及其团队的研究人员对碱金属na掺杂高熵氧化物展开研究，发现晶界结构对电导率具有极为显著的影响，通过调整na含量，能够有效改善该材料的电导率(justin cortez,alexander dupuy,hasti vahidi,et al.tunable grain boundary conducti
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服目前高熵氧化物负极材料所存在的本征电导率低和库伦效率差等缺点，提供一种磷酸盐掺杂的高熵氧化物电池负极材料、制备方法和应用。
2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：
3、本专利技术提供一种磷酸盐掺杂的高熵氧化物二次电池负极材料，该材料的化学式为(m1-xpx)3o4，其中x＝0.05～0.1，m为mg、cr、mn、co、fe、ni、zn中的至少五种；该材料的形貌为空心网状。
4、本专利技术还提供一种磷酸盐掺杂的高熵氧化物二次电池负极材料的制备方法，包括如下步骤：
5、1)按照化学式(m1-xpx)3o4称取化学计量比的金属盐与磷酸盐溶于蒸馏水中，搅拌均匀，得到金属盐与磷酸盐的混合盐溶液；
6、2)称取一定量的甘氨酸作为燃料，加入步骤1)得到的混合盐溶液中，在室温下搅拌均匀后置于烘箱中，蒸发其中的水分，得到混合凝胶；
7、3)将步骤2)得到的混合凝胶放入透明电气炉中进行固相反应，空冷后得到磷掺杂的单相高熵氧化物。
8、进一步地，步骤1)中，所述金属盐为硝酸盐或部分可溶性的磷酸二氢盐。
9、进一步地，步骤1)中，所述磷酸盐为磷酸二氢铵或磷酸氢二铵。
10、进一步地，步骤2)中，所述烘箱的温度控制在80～100℃。
11、进一步地，步骤2)中，所述燃料与混合盐溶液中总阳离子的摩尔比为0.26～1.46:1。
12、进一步地，步骤3)中，所述固相反应的温度控制在300～950℃，反应时间控制在2～30min。
13、本专利技术还提供一种磷酸盐掺杂的高熵氧化物二次电池负极材料在制备二次电池负极材料方面的应用。
14、本专利技术的有益效果是：
15、1、运用溶液燃烧法，确保各原料在分子尺度上均匀混合。同时，对材料微观结构进行调控，形成多孔网状结构。
16、2、通过类金属p元素的掺杂引入晶格畸变和氧空位等缺陷工程，进一步提升电子/离子传输效率，优化本征电导率，提升充/放电循环比容量。
17、3、在贫氧条件下，以甘氨酸为燃料，经燃料用量控制实现快速反应，合成出具有晶格畸变和丰富氧空位的尖晶石型高熵氧化物。
18、4、本专利技术制备流程简洁，反应条件温和，无需复杂设备与繁琐操作，制备过程选用绿色环保原料，无有害副产物产生，契合可持续发展理念。
19、当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
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1.一种磷酸盐掺杂的高熵氧化物二次电池负极材料，其特征在于，该材料的化学式为(M1-xPx)3O4，其中x＝0.05～0.1，M为Mg、Cr、Mn、Co、Fe、Ni、Zn中的至少五种；该材料的形貌为空心网状。
2.如权利要求1所述的一种磷酸盐掺杂的高熵氧化物二次电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述金属盐为硝酸盐或部分可溶性的磷酸二氢盐。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述磷酸盐为磷酸二氢铵或磷酸氢二铵。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述烘箱的温度控制在80～100℃。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述燃料与混合盐溶液中总阳离子的摩尔比为0.26～1.46:1。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述固相反应的温度控制在300～950℃，反应时间控制在2～30min。
8.如权利要求1所述的一种磷酸盐掺杂的高熵氧
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸盐掺杂的高熵氧化物二次电池负极材料，其特征在于，该材料的化学式为(m1-xpx)3o4，其中x＝0.05～0.1，m为mg、cr、mn、co、fe、ni、zn中的至少五种；该材料的形貌为空心网状。
2.如权利要求1所述的一种磷酸盐掺杂的高熵氧化物二次电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述金属盐为硝酸盐或部分可溶性的磷酸二氢盐。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述磷酸盐为...
【专利技术属性】
技术研发人员：冒爱琴，韦正兵，徐世彪，鲍梦凡，陈诗洁，程怡，郑翠红，檀杰，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：
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