一种聚阴离子型钠离子电池正极材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114243012A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111246976.3H01M10/054(2010.01)(22)申请日2021.10.26(71)申请人广东邦普循环科技有限公司地址528137广东省佛山市三水区乐平镇智信大道6号申请人湖南邦普循环科技有限公司湖南邦普汽车循环有限公司(72)发明人余海军谢英豪李爱霞张学梅李长东(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人陈攀登(51)Int.Cl.H01M4/62(2006.01)H01M4/58(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种聚阴离子型钠离子电池正极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种聚阴离子型钠离子电池正极材料的制备方法，包括将磷源、钒源、钠源、碳源溶于水后，进行喷雾干燥，制成颗粒，将钡源溶于有机酸中得到溶液A，蒸发溶液A得到固体B，将固体B加入到乙醇中溶解，得到溶液C，将颗粒与溶液C混合后进行蒸干处理，得到干燥物料，将干燥物料在隔绝空气的条件下进行烧结，即得聚阴离子型钠离子电池正极材料。本发明制得的聚阴离子型钠离子电池正极材料因其掺杂了半径较大的钡原子，增大了晶胞体积，使得钠离子容易脱嵌，产生死钠的钠离子少，进而提高倍率性能，而且钡离子半径大，更能稳定晶胞；磷源、钒源、钠源、碳源溶于水后喷雾干燥制球，使各种物料达到均匀混合的目的，在烧结时，能够达到均相生成。CN114243012ACN114243012A权利要求书1/1页1.一种聚阴离子型钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将磷源、钒源、钠源、碳源溶于水后，进行喷雾干燥，制成颗粒；将钡源溶于有机酸中得到溶液A，蒸发溶液A得到固体B，将固体B加入到乙醇中溶解，得到溶液C；将所述颗粒与溶液C混合后进行蒸干处理，得到干燥物料；将所述干燥物料在隔绝空气的条件下进行烧结，即得所述聚阴离子型钠离子电池正极材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷源为焦磷酸钠、磷酸、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、磷酸一氢钠或磷酸二氢钠中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钒源为三氧化二钒、五氧化二钒、偏钒酸铵、乙酰丙酮氧钒或乙酰丙酮钒中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钠源为碳酸钠、醋酸钠、草酸钠、焦磷酸钠、磷酸一氢钠或磷酸二氢钠中的至少一种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源为葡萄糖、柠檬酸、草酸、乳糖或半乳糖中的至少一种。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钠源、钒源和磷源中的Na、V、P元素的摩尔比为(1‑5)：(1.01‑1.2)：(2‑4)。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源与钒源的摩尔比为1‑2。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钡源为碳酸钡或氢氧化钡中的至少一种；优选的，所述钡源中钡元素与所述钒源中钒元素的摩尔比为(0.01‑0.2)：1。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机酸为柠檬酸、甲酸、乙酸或丙酸中的至少一种。10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烧结是将干燥物料在450‑500℃下保持2‑4h，再升温到550‑800℃下保持8‑12h。2CN114243012A说明书1/4页一种聚阴离子型钠离子电池正极材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于钠离子电池技术领域，具体涉及一种聚阴离子型钠离子电池正极材料的制备方法。背景技术[0002]钠离子电池与锂离子电池具有相同的原理和结构，均由正极材料、负极材料，电解质和隔膜组成，电池在充放电时，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Na+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富钠状态。[0003]钠与锂位于同一主族，具有相似的化学性质，且钠元素在地壳中的含量远远高于锂，所以，钠离子电池的开发可在一定程度上缓和锂资源短缺的问题，具体更大的市场竞争优势。因此钠离子电池电极材料的研究和开发逐渐成为储能研究的热点课题。目前报道的储钠正极材料主要有聚阴离子型化合物、普鲁士蓝类钠盐和过渡金属氧化物。过渡金属氧化物有钴酸钠、锰酸钠等，其特点在于容量较高，但是循环性能差，特别是在高电压下，耐过充性能和热稳定性能差。普鲁士蓝类钠盐是一类含有变价过渡金属的配合物，这类化合物具有完整的立方晶型，具有三维的空间结构，存在着大量配位空隙，有利于钠离子的可逆脱出和嵌入，但这类化合物的容量衰减机制尚不清楚，性能还有待提高。[0004]聚阴离子型化合物主要有过渡金属(焦)磷酸盐，氟磷酸盐等，其中，聚阴离子型磷酸盐材料由于其结构稳定和较高的工作电压，可能成