CN114927683A - 一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法，涉及钠离子电池领域。该钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法，包括以下步骤：S1.在水中放入酸性溶液，使其稀释酸性溶液，再将滤网放置进生产装置的底部，酸性溶液与水的比例为1：10，将酸性溶液稀释成微酸性溶液，为材料生成化学反应提供条件，滤网在生产装置的底部便于对产生的普鲁士蓝晶体进行过滤，S2.在稀释的微酸性溶液中放置黄血盐钠、硫酸亚铁、氰化钠和氯化铁反应生成氯化钠、硫酸钠和普鲁士蓝晶体沉淀，反应生成的普鲁士蓝晶体沉淀至装置的底部落至滤网的表面，提高普鲁士蓝材料的制备质量。通过对普鲁士蓝晶体进行二次过滤，保证晶体的纯净度，提高普鲁士蓝材料的制备质量。
Description
技术领域
本发明涉及技术钠离子电池领域，具体为一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法。
背景技术
钠离子电池是一种充电电池，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，与锂离子电池相似，钠离子电池的充电时间可以缩短到锂离子电池的 1/5。钠离子电池最主要的特征就是利用Na+代替了价格昂贵的Li+，为了适应钠离子电池，正极材料、负极材料和电解液等都要做相应的改变。相比于锂元素，钠离子电池的优势在于资源丰富，钠资源约占地壳元素储量的2.64％获得钠元素的方法也十分简单，因此相比于锂离子电池，钠离子电池在成本上将更加具有优势。
但是在普鲁士蓝正极材料的制备过程中，无法将反应生成晶体表面所附着的残留溶液完全清理，一定程度上降低了普鲁士蓝材料的制备质量，同时普鲁士蓝正极材料所含有的金属离子的导电性能相对较差，影响钠离子电池的倍率性能。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法，解决了普鲁士蓝类材料导电较低的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法，包括以下步骤：
S1.在水中放入酸性溶液，使其稀释酸性溶液，再将滤网放置进生产装置的底部；
S2.在稀释的微酸性溶液中放置黄血盐钠、硫酸亚铁、氰化钠和氯化铁反应生成氯化钠、硫酸钠和普鲁士蓝晶体沉淀；
S3.将滤网取出，从而将普鲁士蓝晶体沉淀滤出；
S4.使用清水对普鲁士蓝晶体沉淀进行冲洗，冲洗后对普鲁士蓝晶体进行二次过滤；
S5.对过滤好的普鲁士蓝晶体进行6-8小时加热烘干，再对烘干的普鲁士蓝晶体进行研磨粉碎；
S6.将粉碎好的普鲁士蓝晶体进行二次加热，同时对其进行搅拌，以便快速烘干；
S7.在催化溶液中加入普鲁士蓝材料和氧化铜，将普鲁士蓝材料中的钋聚阴离子基团进行替换；
S8.将普鲁士蓝材料与HC复合碳材混合和加热处理，对普鲁士蓝晶体粉末进行碳包覆。
优选的，所述S1中的酸性溶液与水的比例为1：10，将酸性溶液稀释成微酸性溶液，便于材料生成化学反应。
优选的，所述S7中加入的氧化铜和普鲁士蓝材料的比例为2:1，将碳包覆的细小纳米颗粒均匀的固定在碳纤维表面。
优选的，所述S8中加入的HC复合碳材料相比一般石墨材料，在充放电性能、循环性能和低温性能上有明显的优势。
(三)有益效果
本发明提供了一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法。具备以下有益效果：
1、本发明通过对普鲁士蓝晶体进行二次过滤，对普鲁士蓝晶体表面残留的溶液进行清理，保证晶体的纯净度，提高普鲁士蓝材料的制备质量。
2、本发明通过替换导电性能更为优化的金属离子，可提高普鲁士蓝正极材料的导电倍率性能。
3、本发明通过加入的HC复合碳材料相比一般石墨材料，在充放电性能、循环性能和低温性能上有明显的优势。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例一：
本发明实施例提供一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法，包括以下步骤：
S1.在水中放入酸性溶液，使其稀释酸性溶液，再将滤网放置进生产装置的底部，酸性溶液与水的比例为1：10，将酸性溶液稀释成微酸性溶液，为材料生成化学反应提供条件，滤网在生产装置的底部便于对产生的普鲁士蓝晶体进行过滤。
S2.在稀释的微酸性溶液中放置黄血盐钠、硫酸亚铁、氰化钠和氯化铁反应生成氯化钠、硫酸钠和普鲁士蓝晶体沉淀，反应生成的普鲁士蓝晶体沉淀至装置的底部落至滤网的表面。
S3.将滤网取出，从而将普鲁士蓝晶体沉淀滤出，将滤网取出，使普鲁士蓝晶体与反应后溶液分离，便于进行后续处理。
S4.使用清水对普鲁士蓝晶体沉淀进行冲洗，冲洗后对普鲁士蓝晶体进行二次过滤，对普鲁士蓝晶体表面残留的溶液进行冲洗，再对普鲁士蓝晶体进行二次过滤，保证晶体的纯净度，提高普鲁士蓝材料的制备质量。
S5.对过滤好的普鲁士蓝晶体进行6-8小时加热烘干，再对烘干的普鲁士蓝晶体进行研磨粉碎，对普鲁士蓝晶体材料进行6-8小时的加热，完成第一次烘干，再对普鲁士蓝材料进行研磨粉碎成小颗粒粉末，便于后续处理。
S6.将粉碎好的普鲁士蓝晶体进行二次加热，同时对其进行搅拌，以便快速烘干，在对普鲁士蓝材料进行二次加热时，对其进行搅拌，可使普鲁士蓝材料烘干更为均匀。
S7.在催化溶液中加入普鲁士蓝材料和氧化铜，将普鲁士蓝材料中的钋聚阴离子基团进行替换，替换导电性能更为优化的金属离子，可提高普鲁士蓝正极材料的导电倍率性能。
S8.将普鲁士蓝材料与HC复合碳材混合和加热处理，对普鲁士蓝晶体粉末进行碳包覆，加入的HC复合碳材料相比一般石墨材料，在充放电性能、循环性能和低温性能上有明显的优势。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.在水中放入酸性溶液，使其稀释酸性溶液，再将滤网放置进生产装置的底部；
S2.在稀释的微酸性溶液中放置黄血盐钠、硫酸亚铁、氰化钠和氯化铁反应生成氯化钠、硫酸钠和普鲁士蓝晶体沉淀；
S3.将滤网取出，从而将普鲁士蓝晶体沉淀滤出；
S4.使用清水对普鲁士蓝晶体沉淀进行冲洗，冲洗后对普鲁士蓝晶体进行二次过滤；
S5.对过滤好的普鲁士蓝晶体进行6-8小时加热烘干，再对烘干的普鲁士蓝晶体进行研磨粉碎；
S6.将粉碎好的普鲁士蓝晶体进行二次加热，同时对其进行搅拌，以便快速烘干；
S7.在催化溶液中加入普鲁士蓝材料和氧化铜，将普鲁士蓝材料中的钋聚阴离子基团进行替换；
S8.将普鲁士蓝材料与HC复合碳材混合和加热处理，对普鲁士蓝晶体粉末进行碳包覆。
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法，其特征在于：所述S1中的酸性溶液与水的比例为1：10，将酸性溶液稀释成微酸性溶液，便于材料生成化学反应。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法，其特征在于：所述S7中加入的氧化铜和普鲁士蓝材料的比例为2:1，将碳包覆的细小纳米颗粒均匀的固定在碳纤维表面。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池普鲁士蓝正极材料及其制备方法，其特征在于：所述S8中加入的HC复合碳材料相比一般石墨材料，在充放电性能、循环性能和低温性能上有明显的优势。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220819 |
|
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