一种多孔焦磷酸盐制备方法和钠离子电池.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CN111747393A(43)申请公布日2020.10.09(21)申请号202010667588.1(22)申请日2020.07.13(71)申请人武汉科技大学地址430081湖北省武汉市青山区和平大道947号(72)发明人高标魏昌昊郭玮渊迟凯莉吴凯(74)专利代理机构北京君有知识产权代理事务所(普通合伙)11630代理人焦丽雅(51)Int.Cl.C01B25/42(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M10/054(2010.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种多孔焦磷酸盐制备方法和钠离子电池(57)摘要本申请涉及一种多孔焦磷酸盐制备方法和钠离子电池，包括：将金属氯化物和加入无水乙醇中搅拌一定时间，再将植酸溶液加入到去离子水中搅拌，之后将金属氯化物/无水乙醇的混合溶液加入到植酸溶液/去离子水的混合溶液中搅拌，抽滤，烘干；随后在惰性气氛中再碳化得到最终产物。该发明材料来源广泛，方法简单，合成周期短，绿色无污染，为大规模生产提供了可能；用该方法制备的金属焦磷酸盐复合材料，具有由纳米颗粒堆垛而成的多孔骨架结构，可以有效缓解钠离子电池充放电的过程中的体积膨胀；而且在制备的过程中保留了前驱物中的碳元素，极大的提高了材料的导电性和材料的稳定性；在钠离子电池的测试中显示出了较高的容量和优异的倍率性能以及超长的循环稳定性。CN111747393ACN111747393A权利要求书1/1页1.一种多孔焦磷酸盐制备方法，其特征为：包括如下步骤，步骤1：将锡盐或铋盐与乙醇混合，搅拌；步骤2：将植酸分散在水中，搅拌；步骤3：将步骤(1)溶液加入步骤(2)溶液中，搅拌，用去离子水洗净，抽滤，烘干；步骤4：将步骤(3)的产物置于氧化铝坩埚中，在惰性气氛中以5-10℃/min的升温速率加热到600-800℃，保温2h，待冷却至室温，即得到产物。2.一种多孔焦磷酸盐制备方法，其特征为：包括如下步骤，其特征为：步骤1：将二水合氯化亚锡加入植酸溶液中，超声分散搅拌；步骤2：将质量分数为70wt.％的植酸分散在水中，搅拌；步骤3：将步骤(1)的溶液加入到步骤(2)中，搅拌，用去离子水洗净，抽滤，烘干箱干燥。步骤4：将步骤(3)的产物置于氧化铝坩埚中，在Ar气氛中以10℃/min的升温速率加热到800℃，保温2h，待冷却至室温，即得到产物。3.根据权利要求1所述的多孔焦磷酸盐制备方法，其特征为：所述步骤1的锡盐和乙醇以质量比1：5-15混合。4.根据权利要求1所述的多孔焦磷酸盐制备方法，其特征为：所述步骤2植酸和水的质量比为1：5-15。5.一种钠离子电池，所述钠离子电池包括电极材料，其特征为：该电极材料包括权利要求1-4任一项所制备的多孔焦磷酸盐。6.一种钠离子电池的制备方法，其特征为：将权利要求1-4任一项所制备的多孔焦磷酸盐和碳的复合材料制备得到。7.根据权利要求6所述的一种钠离子电池的制备方法，其特征为：其中所述碳的复合材料由乙炔黑和羧甲基纤维素纳按一定的重量百分比构成。8.根据权利要求6所述的一种钠离子电池的制备方法，其特征为：其中所述多孔焦磷酸盐、乙炔黑和羧甲基纤维素纳按重量百分比为9～5：4～2：2～1，涂膜封电池。9.根据权利要求8所述的一种钠离子电池的制备方法，其特征为：其中所述多孔焦磷酸盐、乙炔黑和羧甲基纤维素纳按重量百分比为7：2：1，涂膜封电池。2CN111747393A说明书1/7页一种多孔焦磷酸盐制备方法和钠离子电池技术领域[0001]本发明涉及一种多孔焦磷酸盐制备方法和钠离子电池，特别涉及通过简单的合成步骤得到焦磷酸盐方法并采用和碳的复合材料制备钠离子电池。背景技术[0002]锂离子电池由于具有比容量大、放电电压高、稳定性能好、使用安全和寿命长等优点，被广泛应用于手机、笔记本电脑等电子产品中。但是由于锂元素在地球储量稀少，在地壳的含量只有0.0065％，无法满足目前人们对电子设备和电动汽车的需求迅速增长的需求。从大规模的储能需求考虑，理想的二次电池除具有适宜的电化学性能外还必须兼顾资源丰富，价格低廉等特点。显然，锂离子电池是无法满足大规模的生产需求。钠和锂位于同一主族，拥有相似的理化性质。另外，钠在地壳中含量有2.74％，远远高于锂在地壳中的含量，且其在全球各地均有分布，因而钠离子电池是一个很不错的选择。[0003]ⅤA、ⅥA族的一些金属材料由于其来源丰富，且这些材料对于钠离子电池，有着很高的理论容量，如锡的理论容量约为847mAh/g，而锡以及锡基材料作为电极，在参与电池循环的过程中面临着电极体积膨胀和电化学活性低的问题，因此解决这些问题成为锡应用于钠离子电池的关键。Sn2P2O7具有高的理论容量，且制备方法简单