CN114725345B - 一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法与应用 - Google Patents

一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114725345B
CN114725345B CN202210410813.2A CN202210410813A CN114725345B CN 114725345 B CN114725345 B CN 114725345B CN 202210410813 A CN202210410813 A CN 202210410813A CN 114725345 B CN114725345 B CN 114725345B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nati
micro
composite material
nano composite
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210410813.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114725345A (zh
Inventor
张佳其
毛武涛
张新月
夏鹏
吴澳华
卞皓伟
李巧慧
孙慧慧
朱龙伟
叶招莲
鲍克燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University of Technology
Original Assignee
Jiangsu University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University of Technology filed Critical Jiangsu University of Technology
Priority to CN202210410813.2A priority Critical patent/CN114725345B/zh
Publication of CN114725345A publication Critical patent/CN114725345A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114725345B publication Critical patent/CN114725345B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/054—Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法与应用，包括：S1、将钠源、钛源和磷源加入分散剂中搅拌均匀，得到混合浆料；S2、将所述混合浆料球磨，然后加热反应，冷却，得到NaTi2(PO4)3；S3、将铁源、氢氧化钠、碳源和所述NaTi2(PO4)3加入溶剂中并搅拌，然后真空干燥，冷却，抽真空以排出搅拌时胶体中产出的气泡，得到NaTi2(PO4)3基前驱体材料；S4、在保护气氛下，将所述NaTi2(PO4)3基前驱体材料煅烧，冷却，得到Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料。应用：将制备的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料用作钠离子电池的负极材料。本发明提供的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，是一种绿色环保的工艺方法，其制备过程中没有有害或腐蚀性气体的产生，也不会产生固废,符合绿色化学的原子经济性和环保概念。

Description

一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法与应用
技术领域
本发明涉及微纳米材料领域，具体涉及一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法与应用。
背景技术
在过去的几十年中，锂离子电池已被广泛用作可充电储能设备。但是，锂资源的缺乏限制了锂离子电池的进一步发展。由于钠储量丰富得多且安全性更高，因此钠离子电池被公认为可再充电能量存储的良好候选者。最近，NASICON型NaTi2(PO4)3因其高的Na+电导率，非常平坦的充放电平稳期，相对较高的理论容量(133mAh/g)和出色的热稳定性，而成为极具吸引力的钠离子电池负极材料。NaTi2(PO4)3具有较高的充放电平台，可减少形成SEI界面膜和在电极材料表面沉积金属钠的可能性。但是，NaTi2(PO4)3在Na+插入/提取过程中电导率低且电荷转移动力学慢，从而导致较差的速率性能和循环稳定性。目前，主要有几种提高电导率和电化学性能的有效策略：(1)NaTi2(PO4)3颗粒设计为纳米级，可缩短离子和电子传输路径，使电解质易于渗透；(2)在NaTi2(PO4)3的外表面采用导电性能良好的材料进行涂层或负载，以提高其导电性；(3)异质原子掺杂增强了Na+扩散动力学。然而，这些方案工艺复杂且对设备要求较高，成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、绿色环保且低成本的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、将钠源、钛源和磷源加入分散剂中搅拌均匀，得到混合浆料；
S2、将所述混合浆料球磨，然后加热反应，冷却，得到NaTi2(PO4)3；
S3、将铁源、氢氧化钠、碳源和所述NaTi2(PO4)3加入溶剂中并搅拌，然后真空干燥，冷却，抽真空以排出搅拌时胶体中产出的气泡，得到NaTi2(PO4)3基前驱体材料；
S4、在保护气氛下，将所述NaTi2(PO4)3基前驱体材料煅烧，冷却，得到Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料。
进一步的，一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法：步骤S1、中所述的钠源选自氢氧化钠、磷酸钠、碳酸钠、酒石酸钠中的一种；所述的钛源选自纳米二氧化钛或钛酸；所述的磷源选自磷酸或磷酸钠；所述的分散剂为纯水。
进一步的，一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法：步骤S1、中所述钠源、所述钛源与所述磷源之间的摩尔比为1：2：3。
进一步的，一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法：步骤S2、将所述混合浆料球磨2-10小时，然后转移至反应釜中并以5-20℃/min的速率升温至50-200℃反应60-900分钟，然后冷却至室温，得到NaTi2(PO4)3。
进一步的，一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法：步骤S3、中所述的铁源为三氯化铁；所述的碳源选自葡萄糖、Span60、吐温80、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮中的一种；所述的溶剂为乙醇、乙二醇和水的混合溶剂。
进一步的，一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法：乙醇、乙二醇和水的质量比(3-5)：1：(5-7)。
进一步的，一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法：步骤S3、按铁源、氢氧化钠、碳源、NaTi2(PO4)3与溶剂之间的质量比1：1：(2-3)：(15-20)：(8-12)计，将所述铁源、所述氢氧化钠、所述碳源和所述NaTi2(PO4)3加入所述溶剂中并在50-150℃下磁力搅拌2-8小时，然后在60-100℃下真空干燥6-12小时，之后冷却至室温，接着抽真空至-0.1Mpa以排出磁力搅拌时胶体中产出的气泡，得到NaTi2(PO4)3基前驱体材料。
进一步的，一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法：步骤S4、将所述NaTi2(PO4)3基前驱体材料置于管式炉或箱式炉中，通入保护气氛，气流速度为20-100mL/min，接着以2-5℃/min的速率升温至800-1000℃，升温后保温煅烧3-12小时，然后冷却至室温，得到Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料。
进一步的，一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法：步骤S4、中所述的保护气氛为氮气、氩气或氩氢气，且所述氩氢气中氢气含量为5-10％。
一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的应用，其特征在于，将上述的制备方法制得的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料用作钠离子电池的负极材料。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，是一种绿色环保的工艺方法，其制备过程中没有有害或腐蚀性气体的产生，也不会产生固废,符合绿色化学的原子经济性和环保概念。
(2)本发明提供的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，其工艺简单，所用原料均为常见原料，成本低并且本发明采用的技术工艺条件对设备要求简单，工艺路线简单。
(3)采用本发明制备的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料组装钠离子电池后具有优异的长循环性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例1、实施例2和实施例3制备的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的X射线衍射图；
图2-4分别为本发明实施例1、实施例2和实施例3制备的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的透射电镜图；
图5为实施例1制备材料组装钠离子电池的循环性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，包括如下具体步骤：
S1、按摩尔比1：2：3，将氢氧化钠(钠源)、纳米二氧化钛(钛源)和磷酸(磷源)加入到纯水中并搅拌均匀，得到混合浆料；
S2、将上述的混合浆料球磨5小时，然后转移至反应釜中并以10℃/min的速率升温至80℃反应300分钟，反应后冷却至室温，得到NaTi2(PO4)3；
S3、按铁源(三氯化铁)、氢氧化钠、碳源(葡萄糖)、NaTi2(PO4)3与溶剂之间的质量比6：6：15：100：55计，将三氯化铁、氢氧化钠、葡萄糖和NaTi2(PO4)3加入到溶剂中并在70℃下磁力搅拌4小时，然后在80℃下真空干燥7小时，之后冷却至室温，接着抽真空至-0.1Mpa以排出磁力搅拌时胶体中产出的气泡，得到NaTi2(PO4)3基前驱体材料；其中：所用的溶剂为乙醇、乙二醇和水的混合溶剂，且乙醇、乙二醇和水的质量比20：5：30；即将三氯化铁：氢氧化钠：葡萄糖：乙醇：乙二醇：水：NaTi2(PO4)3，按照质量比6：6：15：20：5：30：100进行混合，从而制得NaTi2(PO4)3基前驱体材料；
S4、将上述所得NaTi2(PO4)3基前驱体材料置于管式炉中，然后向管式炉中通入保护气氛，控制气流速度为50mL/min，接着以5℃/min的速率升温至850℃，升温后保持温度煅烧10小时，然后冷却至室温，得到Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料；其中：所通入的保护气氛为氮气。
上述实施例1的NaTi2(PO4)3制备过程的反应方程式如下：Na3PO4+2TiO2+3H3PO4＝NaTi2(PO4)3+2H2O+2NaOH，可以看出其副产物中没有其他有害废气体或者固体,符合绿色化学的原子经济性和环保概念。
实施例2
一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，包括如下具体步骤：
S1、按摩尔比1：2：3，将磷酸钠(钠源)、钛酸(钛源)和磷酸钠(磷源)加入到纯水中并搅拌均匀，得到混合浆料；
S2、将上述的混合浆料球磨3小时，然后转移至反应釜中并以5℃/min的速率升温至100℃反应180分钟，反应后冷却至室温，得到NaTi2(PO4)3；
S3、按铁源(三氯化铁)、氢氧化钠、碳源(聚丙烯酰胺)、NaTi2(PO4)3与溶剂之间的质量比6：6：15：100：55计，将三氯化铁、氢氧化钠、聚丙烯酰胺和NaTi2(PO4)3加入到溶剂中并在60℃下磁力搅拌5小时，然后在90℃下真空干燥6小时，之后冷却至室温，接着抽真空至-0.1Mpa以排出磁力搅拌时胶体中产出的气泡，得到NaTi2(PO4)3基前驱体材料；其中：所用的溶剂为乙醇、乙二醇和水的混合溶剂，且乙醇、乙二醇和水的质量比20：5：30；即将三氯化铁：氢氧化钠：聚丙烯酰胺：乙醇：乙二醇：水：NaTi2(PO4)3，按照质量比6：6：15：20：5：30：100进行混合，从而制得NaTi2(PO4)3基前驱体材料；
S4、将上述所得NaTi2(PO4)3基前驱体材料置于管式炉中，然后向管式炉中通入保护气氛，控制气流速度为30mL/min，接着以3℃/min的速率升温至1000℃，升温后保持温度煅烧4小时，然后冷却至室温，得到Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料；其中：所通入的保护气氛为氩氢气，且氩氢气中氢气含量为5％。
实施例3
一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，包括如下具体步骤：
S1、按摩尔比1：2：3，将酒石酸钠(钠源)、纳米二氧化钛(钛源)和磷酸钠(磷源)加入到纯水中并搅拌均匀，得到混合浆料；
S2、将上述的混合浆料球磨6小时，然后转移至反应釜中并以15℃/min的速率升温至150℃反应90分钟，反应后冷却至室温，得到NaTi2(PO4)3；
S3、按铁源(三氯化铁)、氢氧化钠、碳源(吐温80)、NaTi2(PO4)3与溶剂之间的质量比6：6：15：100：55计，将三氯化铁、氢氧化钠、吐温80和NaTi2(PO4)3加入到溶剂中并在90℃下磁力搅拌4小时，然后在70℃下真空干燥8小时，之后冷却至室温，接着抽真空至-0.1Mpa以排出磁力搅拌时胶体中产出的气泡，得到NaTi2(PO4)3基前驱体材料；其中：所用的溶剂为乙醇、乙二醇和水的混合溶剂，且乙醇、乙二醇和水的质量比20：5：30；即将三氯化铁：氢氧化钠：吐温80：乙醇：乙二醇：水：NaTi2(PO4)3，按照质量比6：6：15：20：5：30：100进行混合，从而制得NaTi2(PO4)3基前驱体材料；
S4、将上述所得NaTi2(PO4)3基前驱体材料置于管式炉中，然后向管式炉中通入保护气氛，控制气流速度为40mL/min，接着以4℃/min的速率升温至800℃，升温后保持温度煅烧6小时，然后冷却至室温，得到Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料；其中：所通入的保护气氛为氩气。
实施例4
一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，包括如下具体步骤：
S1、按摩尔比1：2：3，将碳酸钠(钠源)、纳米二氧化钛(钛源)和磷酸(磷源)加入到纯水中并搅拌均匀，得到混合浆料；
S2、将上述的混合浆料球磨10小时，然后转移至反应釜中并以20℃/min的速率升温至200℃反应70分钟，反应后冷却至室温，得到NaTi2(PO4)3；
S3、按铁源(三氯化铁)、氢氧化钠、碳源(聚乙烯吡咯烷酮)、NaTi2(PO4)3与溶剂之间的质量比6：6：15：100：55计，将三氯化铁、氢氧化钠、聚乙烯吡咯烷酮和NaTi2(PO4)3加入到溶剂中并在50℃下磁力搅拌8小时，然后在90℃下真空干燥6小时，之后冷却至室温，接着抽真空至-0.1Mpa以排出磁力搅拌时胶体中产出的气泡，得到NaTi2(PO4)3基前驱体材料；其中：所用的溶剂为乙醇、乙二醇和水的混合溶剂，且乙醇、乙二醇和水的质量比20：5：30；即将三氯化铁：氢氧化钠：聚乙烯吡咯烷酮：乙醇：乙二醇：水：NaTi2(PO4)3，按照质量比6：6：15：20：5：30：100进行混合，从而制得NaTi2(PO4)3基前驱体材料；
S4、将上述所得NaTi2(PO4)3基前驱体材料置于管式炉中，然后向管式炉中通入保护气氛，控制气流速度为80mL/min，接着以3℃/min的速率升温至900℃，升温后保持温度煅烧10小时，然后冷却至室温，得到Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料；其中：所通入的保护气氛为氮气。
对上述实施例1、实施例2和实施例3制备的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料进行X射线衍射表征(XRD)，如图1所示(图1中：a代表实施例1、b代表实施例2、c代表实施例3)，从图1中可以看出图中XRD衍射峰的位置强度和标准图谱(PDF#84-2008)完全一致，这说明实施例1、实施例2、实施例3所得产品为NaTi2(PO4)3材料。Fe3O4掺杂量少，碳为无定型碳，所以上述XRD中无Fe3O4和碳的峰。
对上述实施例1、实施例2和实施例3制备的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料进行透射电镜微观形貌观察，分别如图2-4所示，从图2、图3和图4中可以看出实施例1、实施例2、实施例3所制备的样品比较均匀，为纳米薄片。
应用：
将上述实施例1制备的NaTi2(PO4)3@C微纳复合材料用作钠离子电池的负极材料，组装钠离子电池，组装过程为：
将实施例1制备的材料、乙炔黑导电剂和聚偏二氟乙烯(PVDF)粘结剂按7：2：1的比例均匀地混合在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，制成电极浆料，并置于玛瑙球磨罐中球磨约1小时；然后将浆料均匀的涂布在铜箔上，并置于真空干燥箱中，在110℃下干燥12小时，然后取出后，将铜箔切成12mm的电极圆片。然后在充满氩气的手套箱(H2O<0.1，O2<0.1)中进行电池的组装：使用金属锂片作为对电极和参比电极，电池隔膜为Celgard2400涂层隔膜，电解液为1.0MLiPF6(EC:DMC:EMC＝1:1:1)，组装LIR2006型纽扣电池电池，电池组装完成后，使用Land-2001A(中国，武汉)在1.5-3V的电压下进行恒流放/充电测试，其测试结果如图5所示，从图5中可以看出制备的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C复合材料的首圈放电比容量为177.8mAh g-1，经过200次的循环后，放电比容量为166.5mAh g-1，容量保持率为93.6％，展现出了优异的长循环性能。
上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、将钠源、钛源和磷源加入分散剂中搅拌均匀，得到混合浆料；
S2、将所述混合浆料球磨，然后加热反应，冷却，得到NaTi2(PO4)3；
S3、将铁源、氢氧化钠、碳源和所述NaTi2(PO4)3加入溶剂中并搅拌，然后真空干燥，冷却，抽真空以排出搅拌时胶体中产出的气泡，得到NaTi2(PO4)3基前驱体材料；
S4、在保护气氛下，将所述NaTi2(PO4)3基前驱体材料煅烧，冷却，得到Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1、中所述的钠源选自氢氧化钠、磷酸钠、碳酸钠、酒石酸钠中的一种；所述的钛源选自纳米二氧化钛或钛酸；所述的磷源选自磷酸或磷酸钠；所述的分散剂为纯水。
3.根据权利要求1或2所述的一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1、中所述钠源、所述钛源与所述磷源之间的摩尔比为1：2：3。
4.根据权利要求1所述的一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2、将所述混合浆料球磨2-10小时，然后转移至反应釜中并以5-20℃/min的速率升温至50-200℃反应60-900分钟，然后冷却至室温，得到NaTi2(PO4)3。
5.根据权利要求1所述的一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤
S3、中所述的铁源为三氯化铁；所述的碳源选自葡萄糖、Span60、吐温80、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮中的一种；所述的溶剂为乙醇、乙二醇和水的混合溶剂。
6.根据权利要求5所述的一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，其特征在于，乙醇、乙二醇和水的质量比3-5：1：5-7。
7.根据权利要求1或5所述的一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3、按铁源、氢氧化钠、碳源、NaTi2(PO4)3与溶剂之间的质量比1：1：(2-3)：(15-20)：(8-12)计，将所述铁源、所述氢氧化钠、所述碳源和所述NaTi2(PO4)3加入所述溶剂中并在50-150℃下磁力搅拌2-8小时，然后在60-100℃下真空干燥6-12小时，之后冷却至室温，接着抽真空至-0.1Mpa以排出磁力搅拌时胶体中产出的气泡，得到NaTi2(PO4)3基前驱体材料。
8.根据权利要求1所述的一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S4、将所述NaTi2(PO4)3基前驱体材料置于管式炉或箱式炉中，通入保护气氛，气流速度为20-100mL/min，接着以2-5℃/min的速率升温至800-1000℃，升温后保温煅烧3-12小时，然后冷却至室温，得到Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料。
9.根据权利要求1或8所述的一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法，其特征在于，步骤
S4、中所述的保护气氛为氮气、氩气或氩氢气。
10.一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的应用，其特征在于，将权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料用作钠离子电池的负极材料。
CN202210410813.2A 2022-04-19 2022-04-19 一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法与应用 Active CN114725345B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210410813.2A CN114725345B (zh) 2022-04-19 2022-04-19 一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210410813.2A CN114725345B (zh) 2022-04-19 2022-04-19 一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114725345A CN114725345A (zh) 2022-07-08
CN114725345B true CN114725345B (zh) 2023-04-28

Family

ID=82243812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210410813.2A Active CN114725345B (zh) 2022-04-19 2022-04-19 一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114725345B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114300659A (zh) * 2021-12-15 2022-04-08 山东精工电子科技有限公司 硬碳包覆的钠离子电池纳米复合材料合成方法及其应用

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2952367B1 (fr) * 2009-11-10 2012-09-28 Commissariat Energie Atomique Synthese d'un fluorophosphate metallique et utilisation comme materiau actif d'electrode pour accumulateur
CN102420323B (zh) * 2011-03-03 2014-03-19 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 锂二次电池的电极复合材料及其制备方法
JP2013089391A (ja) * 2011-10-14 2013-05-13 Kyushu Univ ナトリウムイオン二次電池用の電極活物質
CN105271158B (zh) * 2015-09-16 2017-09-19 湘潭大学 一种梭形单层片状NaTi2(PO4)3电极材料的制备方法
CN105680041B (zh) * 2016-01-18 2017-12-29 武汉理工大学 三维Na3V2(PO4)3纳米线网络电极材料及其制备方法和应用
CN105914354A (zh) * 2016-05-09 2016-08-31 北京工业大学 室温钠离子电池用富钠型钛基层状固溶体电极材料及制备方法
CN105810920A (zh) * 2016-06-02 2016-07-27 东莞市迈科新能源有限公司 一种有机体系钠离子电池负极材料的制备方法
CN107720718B (zh) * 2017-09-12 2019-07-19 华中科技大学 一种高电压nasicon结构水系钠离子电池用负极材料及其合成方法
CN109103431A (zh) * 2018-08-19 2018-12-28 王子韩 一种钠离子电池电极材料磷酸钒铁钠复合材料的制备方法
CN109599547B (zh) * 2018-12-07 2022-05-13 天津市贝特瑞新能源科技有限公司 一种NaTi2(PO4)3-TiO2/C复合电极材料的制备方法和应用
CN111916741A (zh) * 2020-07-09 2020-11-10 江苏理工学院 一种磷酸钛钠/碳复合材料的制备方法与应用
CN111952670A (zh) * 2020-07-12 2020-11-17 复旦大学 一种具有宽工作温度范围的锂离子电池
CN113697789A (zh) * 2021-08-27 2021-11-26 江苏理工学院 一种碳包覆磷酸钛钠复合材料及负极极片的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114300659A (zh) * 2021-12-15 2022-04-08 山东精工电子科技有限公司 硬碳包覆的钠离子电池纳米复合材料合成方法及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN114725345A (zh) 2022-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114790013B (zh) 自补钠的钠离子电池正极活性材料及其制备方法和应用
CN107403913B (zh) 一种表面修饰的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法
CN113363492B (zh) 一种复合包覆改性的高镍nca正极材料及其制备方法
CN108899531A (zh) 一种磷酸盐包覆镍钴铝三元正极材料的制备方法
CN108987683A (zh) 一种碳包覆三元正极材料的制备方法
CN113130901B (zh) 一种钛掺杂高镍三元锂离子电池正极材料及其制备方法
CN111916701B (zh) 一种包覆型正极材料及其制备方法和用途
CN115064665B (zh) 掺杂改性的碳包覆的磷酸钛钠复合材料及其制备方法和应用
CN113690430A (zh) 一种实现精确配锂的富锂锰基正极材料及其制备方法和应用
CN111217407A (zh) 高镍正极材料及其制备方法和应用
CN110085854B (zh) 一种磷酸钒锂正极材料及其制备方法
CN113889594A (zh) 一种硼掺杂锆酸镧锂包覆石墨复合材料的制备方法
CN111244563A (zh) 一种正极补锂离子添加剂及其制备方法和应用
CN110931733B (zh) 一种表面锰掺杂及Li-Mn-PO4包覆高镍正极材料及其制备方法和应用
CN114744186B (zh) 一种层状富锂锰基复合正极材料、制备方法及电池
CN115974037A (zh) 一种基于表面活性剂辅助的水热工艺工艺制备磷酸铁锂电极材料的方法
CN107834054B (zh) 一种锂离子电池用镍锰酸锂-石墨烯复合材料的制备方法
CN116053619A (zh) 一种低残碱的正极补锂剂及其制备方法和应用
CN114725345B (zh) 一种Fe3O4/NaTi2(PO4)3/C微纳复合材料的制备方法与应用
CN113328071B (zh) 一种磷酸钒锂/碳电池正极材料及其制备方法
CN113113588B (zh) 一种利用共价界面工程策略制备锂快离子导体类材料包覆高镍三元层状氧化物的方法
CN112670511B (zh) 一种具有表层锂浓度梯度的ncm三元正极材料及其制备方法
CN114566647A (zh) 一种磷酸钙包覆高镍三元正极材料及其制备方法与应用
CN113764671A (zh) 一种锂离子电池正极材料
CN106207251A (zh) 一种水热法磷酸铁锂的碳包覆方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant