CN117790795A - 一种掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料及其制备方法 - Google Patents
一种掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料及其制备方法，包括以下内容：将二水磷酸铁、碳源、分散剂及溶剂球磨混合得到前驱体浆料；烘干研磨后在惰性气氛下进行高温烧结得到Fe3(PO4)2@C；将其与Ti3AlC2、钠源、锂源、氟源及酸混合，在Fe3(PO4)2@C原位生长Ti3C2及AlF3形成包覆；烘干研磨后在惰性气氛下进行烧结，研磨后即得。该方法将二水磷酸铁与碳源进行高温预烧，增加了包覆碳的石墨化程度，利用原位生长的Ti3C2及AlF3纳米片进行包覆，同时引入部分锂元素的掺杂，烧结后形成三维结构，可以提高材料的电子电导，有效防止物料在干燥及烧结过程中出现团聚，加速离子传输，同时也能减少钠离子在充放电过程中的损失，提升电化学性能。
Description
技术领域
本发明属于电极材料技术领域，具体涉及一种掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料及其制备方法。
背景技术
目前，在二次电池中，锂离子电池在小型消费电子产品、电动工具以及驱动(插电式)混合电动交通和电网系统的大型电源中无处不在。锂的这种多方面的消费导致其价格上涨，并引起人们对锂变成新的黄金的担忧。为了避免这种情况，钠离子电池可以发挥重要作用。与Li不同的是，Na拥有丰富的天然资源，地域分布均匀。除了是地壳中含量第五高的元素，Na的电荷载体也是周期表中第二轻的碱元素。在这种情况下，越来越多的研究者都在为开发高效的钠离子电池而努力。
目前，钠离子电池正极材料的研究主要分为三大类：聚阴离子型、普鲁士蓝类和氧化物类。综合来看，氧化物类钠电正极材料容量虽高但用到稀有金属，导致成本较高；普鲁士蓝类钠电正极材料在制备时存在一定的污染，且结构不稳定。因此，长远来看，聚阴离子型钠离子电池正极材料可以作为更具优势的选择。在聚阴离子钠电正极材料中，钒基钠电正极材料寿命长、倍率性能好，但成本较高，且毒性大，相对而言铁基钠电正极材料成本和毒性低，容量和电压平台适中。其中氟磷酸铁钠(Na2FePO4F)具有比较高的理论容量(124mAh*g-1)，结构稳定，不易发生体积变化，电化学性能优异。但也存在一些问题，在用磷酸铁作为铁源时，需要将二水磷酸铁高温烧结去除结晶水，增加了工艺复杂程度及成本，利用常规的固相制备方法，粒度不易控制，研磨时间长，碳包覆过程易产生不均匀。为了得到较纯的物相，烧结温度低，导致包覆碳的石墨化程度低，加之氟磷酸铁钠材料的本征电子电导率和钠离子扩散系数较低，影响材料性能的发挥。
发明内容
鉴于现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料及其制备方法。本发明将二水磷酸铁与碳源进行高温预烧，省去二水磷酸铁单独高温干燥制备磷酸铁的工艺，增加了包覆碳的石墨化程度，引入部分锂元素的掺杂，同时利用原位生长的Ti3C2及AlF3纳米片进行包覆，烧结后形成三维结构，可以提高材料的电子电导，有效防止物料在干燥及烧结过程中出现团聚，加速离子传输，同时也能减少钠离子在充放电过程中的损失，提升电化学性能。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料的制备方法，包括下述步骤：
a)将二水磷酸铁、碳源、分散剂及溶剂球磨混合得到前驱体浆料A；
b)将所述前驱体浆料A真空烘干并研磨后，在惰性气氛下进行高温烧结，研磨后得到物料B，即Fe3(PO4)2@C；
c)将所述物料B与Ti3AlC2、钠源、锂源、氟源及酸混合，经过超声和搅拌，利用酸刻蚀在Fe3(PO4)2@C原位生长Ti3C2及AlF3形成包覆，得到浆料C；
d)将所述物料C真空烘干并研磨后，在惰性气氛下进行烧结，研磨后得到Ti3C2纳米片、AlF3和碳多层包覆的氟磷酸铁钠钠离子电池正极材料，即为所述掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料。
上述方法步骤a)中，所述二水磷酸铁即作为磷源又作为铁源。本发明铁源采用二水磷酸铁，可以省去二水磷酸铁制备磷酸铁的高温烧结工段，直接将二水磷酸铁运用到钠电正极材料的制备中。
所述碳源选自葡萄糖、柠檬酸、蔗糖、抗坏血酸等中的至少一种；所述分散剂选自六偏磷酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸胺等中的至少一种；所述溶剂为水、无水乙醇、丙酮等中的至少一种；所述前驱体浆料A中的固含量在20～50％之间；所述分散剂的添加量为二水磷酸铁质量的0.1～1％；所述球磨在球磨机中进行，所述球磨的球料质量比值在5～10之间；所述球磨机的转速在300～800rpm之间，球磨时间为4～18h；所述球磨的介质可为锆球。
上述方法步骤b)中，所述烘干的温度在50～90℃之间，烘干时间在8～24h之间；所述研磨采用研钵或粉碎机进行一次研磨；所述研磨的时间在20～40min之间；所述惰性气体可为氮气、氩气等；所述烧结的温度在650～800℃之间，烧结的时间在10～18h之间。
上述方法步骤b)中，二水磷酸铁在有碳源的情况下，高温烧结，会被碳还原为磷酸亚铁，即即得到Fe3(PO4)2@C。
上述方法步骤c)中，所述钠源包括氟化钠、草酸钠、碳酸钠、柠檬酸钠、乙酸钠等；所述锂源为氟化锂；
所述氟源包括氟化钠和氟化锂，本发明中氟化锂和氟化钠共同作为氟源，氟化锂中的F主要参与Ti3AlC2反应生成AlF3，氟化钠中的F主要参与生成Na2FePO4F。
所述酸可为盐酸，所述盐酸的摩尔浓度范围在8～10mol/L；所述Ti3AlC2、钠源中钠离子的摩尔比为1:60～100；所述Ti3AlC2、LiF的摩尔比为1:3～10；所述氟化钠与步骤a)中二水磷酸铁的摩尔比为0.8～1:1；所述Ti3AlC2与步骤a)中二水磷酸铁摩尔比值在1:30～50之间；超声和搅拌的温度为30～40℃；所用超声的频率和时间分别为30Hz和1h；所述搅拌的频率和时长分别为200～300rpm和24h。
上述方法步骤d)中，所述烘干的温度在50～90℃之间，烘干时间在8～24h之间；所述研磨采用研钵或粉碎机进行一次研磨；所述研磨的时间在20～40min之间；所述惰性气体可为氮气、氩气等；所述烧结的温度在500～650℃之间(优选为600～650℃之间)，烧结的时间在10～18h之间。
上述掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料的制备方法，更详细的制备方法如下：
1)根据目标产物按照二水磷酸铁与碳源12:5的摩尔比对不同原料进行计算称量，原料包括二水磷酸铁、碳源；
2)将步骤1)中称量好的原料按照一定的固含量加入到溶剂中均匀混合，并加入一定比例的分散剂，搅拌排出浆料中的气体，按照一定的球料比加入球磨介质(如锆球)，控制球磨机转速和球磨时间，使浆料粒度达到D50＝500±50nm，得到前驱体浆料A；
3)将步骤2)得到的前驱体浆料A在真空烘箱中烘干，研磨后置于管式炉中，在惰性气氛下进行烧结，设置一定的烧结程序和烧结时间，研磨后得到物料B(Fe3(PO4)2@C)；
4)将步骤3)得到的物料B与Ti3AlC2、钠源、锂源、氟源及酸混合，经过超声和搅拌得到浆料C；
5)将步骤4)中浆料C在真空烘箱中烘干，研磨后置于管式炉中，在惰性气氛下进行烧结，设置一定的烧结程序和烧结时间，得到物料D；
6)将步骤5)中物料D进行研磨，得到Ti3C2纳米片、AlF3和碳多层包覆的氟磷酸铁钠钠离子电池正极材料。
上述方法制备得到的掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料也属于本发明的保护范围。
本发明还保护一种正极极片，包括本发明上述的掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料。
本发明还保护一种钠离子电池。
所述钠离子电池，包括本发明上述的正极极片。
本发明提供的一种掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料及其制备方法，与现有技术相比，所产生的有益效果是：
1、本发明提供的掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料的制备方法，将二水磷酸铁与碳源进行高温预烧，省去二水磷酸铁单独高温干燥制备磷酸铁的工艺，在除去结晶水的同时，增加了包覆碳的石墨化程度；砂磨时加入适量分散剂，不仅提高了研磨效率，且碳源与磷酸铁混合更均匀，避免了常规方法掺混不均导致成品物相不纯、碳包覆不均匀等问题。
2、本发明提供的掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料的制备方法，引利用原位生长的Ti3C2及AlF3纳米片进行包覆，烧结后形成三维结构，一方面Ti3C2可以提高材料的电子电导，有效防止物料在干燥及烧结过程中出现团聚，加速离子传输，另一方面AlF3的包覆能减少钠离子在充放电过程中的损失，加之锂元素的掺杂，进一步提升材料的容量、循环、倍率等性能。
3、本发明提供的掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料的制备方法，重现性高、原料成本低、环境友好，且在电驱两轮、三轮及四轮通行工具的电源及化学储能领域均有较好的应用前景。
附图说明
图1为对比例一制备的单一碳包覆的氟磷酸铁钠正极材料的SEM图。
图2为实施例二制备的Ti3C2纳米片、AlF3和碳多层包覆的氟磷酸铁钠正极材料的SEM图。
图3为实施例一、实施例二、对比例一、对比例二制备的氟磷酸铁钠正极材料的XRD图。
图4为实施例一、实施例二、对比例一、对比例二氟磷酸铁钠正极材料得到的电池的充放电曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料及其制备方法，包括以下内容：将铁源、碳源、分散剂及溶剂球磨混合得到前驱体浆料；真空烘干研磨后置于管式炉中在惰性气氛下进行高温烧结得到Fe3(PO4)2@C；将Fe3(PO4)2@C与Ti3AlC2、钠源、锂源、氟源及酸混合，利用酸刻蚀在Fe3(PO4)2@C原位生长Ti3C2及AlF3形成包覆；真空干燥并研磨后置于管式炉中在惰性气氛下进行烧结，研磨后得到的粉料即为Ti3C2纳米片、AlF3和碳多层包覆的氟磷酸铁钠钠离子电池正极材料。该方法将二水磷酸铁与碳源进行高温预烧，增加了包覆碳的石墨化程度，利用原位生长的Ti3C2及AlF3纳米片进行包覆，同时引入部分锂元素的掺杂，烧结后形成三维结构，可以提高材料的电子电导，有效防止物料在干燥及烧结过程中出现团聚，加速离子传输，同时也能减少钠离子在充放电过程中的损失，提升电化学性能。
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例一、Na1.9Li0.1FePO4F@C/Ti3C2/AlF3的制备
本发明提供一种铁基聚阴离子型钠离子电池正极材料及其制备方法，其制备过程包括以下步骤：
1)称取0.12mol二水磷酸铁、0.05mol葡萄糖；
2)将步骤1)中称量好的原料按照30％的固含量加入到去离子水中均匀混合，并加入二水磷酸铁质量的0.5％聚乙烯吡咯烷酮分散剂，搅拌排出浆料中的气体，按照6:1的球料比加入锆球，球磨机转速为600rpm，球磨时间为8h，得到浆料A；
3)将步骤2)中浆料A在真空烘箱中80℃放置12h，用研钵研磨30min，置于管式炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度和烧结时间分别为650℃和15h，用研钵研磨30min得到物料B；
4)将步骤3)中物料B与0.00288mol Ti3AlC2、0.11664mol NaF、0.012mol LiF、0.05568mol Na2CO3分散至50ml的9M的盐酸中，经过超声(所用超声的频率和时间分别为30Hz和1h)和搅拌(所述搅拌的频率和时长分别为200～300rpm和24h)得到浆料C；
5)将步骤4)中浆料C在真空烘箱中80℃放置12h，用研钵研磨30min，置于管式炉中，在氮气气氛下进行烧结，升温速率为2℃/min，烧结温度和烧结时间分别为600℃和15h，用研钵研磨30min得到物料D，即为Na1.9Li0.1FePO4F@C/Ti3C2/AlF3。
图3为目标物相的XRD图。由图可知，目标物相较纯，主峰较强，没有明显的杂峰，结晶度也较好。
按照制备的Na1.9Li0.1FePO4F@C/Ti3C2/AlF3正极材料、SP导电剂、PVDF粘结剂8：1：1的质量比例称量混合，同时以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为分散剂进行调浆，涂于铝箔上做成正极片、负极为金属钠片、隔膜为聚丙烯微孔膜、电解液为1mol/L的NaClO4溶液，在氩气保护气氛中制作成CR2032型扣式半电池。
将做好的扣式半电池在室温下进行充放电测试，电压范围为1.5～4.0V。
图4为首次充放电曲线图，其中Na1.9Li0.1FePO4F@C/Ti3C2/AlF3正极材料0.2C下的首次充电容量为99.3mAh/g，首次放电容量为100.0mAh/g，0.2C放电容量为100.68mAh/g，0.5C放电容量为95mAh/g，1C放电容量为91.5mAh/g，说明锂元素的引入加上Ti3C2和AlF3的包覆对材料首充及倍率性能有一定提升。
实施例二、Na1.8Li0.2FePO4F@C/Ti3C2/AlF3-650的制备
1)称取0.12mol二水磷酸铁、0.05mol葡萄糖；
2)将步骤1)中称量好的原料按照30％的固含量加入到去离子水中均匀混合，并加入二水磷酸铁质量的0.5％聚乙烯吡咯烷酮分散剂，搅拌排出浆料中的气体，按照6:1的球料比加入锆球，球磨机转速为600rpm，球磨时间为8h，得到浆料A；
3)将步骤2)中浆料A在真空烘箱中80℃放置12h，用研钵研磨30min，置于管式炉中，在氮气气氛下进行烧结，升温速率为2℃/min，烧结温度和烧结时间分别为650℃和15h，用研钵研磨30min得到物料B；
4)将步骤3)中物料B与0.00288mol Ti3AlC2、0.10464mol NaF、0.024mol LiF、0.05568mol Na2CO3分散至50ml的9M的盐酸中，经过超声(所用超声的频率和时间分别为30Hz和1h)和搅拌(所述搅拌的频率和时长分别为200～300rpm和24h)得到浆料C；
5)将步骤4)中浆料C在真空烘箱中80℃放置12h，用研钵研磨30min，置于管式炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度和烧结时间分别为650℃和15h，用研钵研磨30min得到物料D，即为Na1.8Li0.2FePO4F@C/Ti3C2/AlF3-650。
按照制备的Na1.8Li0.2FePO4F@C/Ti3C2/AlF3-650正极材料、SP导电剂、PVDF粘结剂8：1：1的质量比例称量混合，同时以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为分散剂进行调浆，涂于铝箔上做成正极片、负极为金属钠片、隔膜为聚丙烯微孔膜、电解液为1mol/L的NaClO4溶液，在氩气保护气氛中制作成CR2032型扣式半电池。
将做好的扣式半电池在室温下进行充放电测试，电压范围为1.5～4.0V。
图2为本实例制备的Na1.8Li0.2FePO4F@C/Ti3C2/AlF3-650正极材料SEM图，可发现颗粒均为类球形，尺寸均匀，没有明显团聚。图3为目标物相的XRD图，无杂峰，结晶性良好。图4为首次充放电曲线图，其中Na1.8Li0.2FePO4F@C/Ti3C2/AlF3-650正极材料0.2C下的首次充电容量为102.1mAh/g，首次放电容量为101.5mAh/g，0.2C放电容量为101.1mAh/g，0.5C放电容量为102.1mAh/g，1C放电容量为101.1mAh/g，说明适当增加锂元素的引入加上Ti3C2和AlF3的包覆对材料首充及倍率性能有进一步的提升。
对比例一、Na2FePO4F@C的制备
本发明提供了一种单一碳包覆的氟磷酸铁钠正极材料及其制备方法，其制备过程包括以下步骤：
1)称取0.12mol二水磷酸铁、0.05mol葡萄糖；
2)将步骤1)中称量好的原料按照30％的固含量加入到去离子水中均匀混合，并加入二水磷酸铁质量的0.5％聚乙烯吡咯烷酮分散剂，搅拌排出浆料中的气体，按照6:1的球料比加入锆球，球磨机转速为600rpm，球磨时间为8h，得到浆料A；
3)将步骤2)中浆料A在真空烘箱中80℃放置12h，用研钵研磨30min，置于管式炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度和烧结时间分别为650℃和15h，用研钵研磨30min得到物料B；
4)将步骤3)中物料B与0.12molNaF、0.06molNa2CO3分散至去离子水中，经过超声(所用超声的频率和时间分别为30Hz和1h)和搅拌(所述搅拌的频率和时长分别为200～300rpm和24h)得到浆料C；
5)将步骤4)中浆料C在真空烘箱中80℃放置12h，用研钵研磨30min，置于管式炉中，在氮气气氛下进行烧结，升温速率为2℃/min，烧结温度和烧结时间分别为600℃和15h，用研钵研磨30min得到物料D，即为Na2FePO4F@C。
按照制备的Na2FePO4F@C正极材料、SP导电剂、PVDF粘结剂8：1：1的质量比例称量混合，同时以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为分散剂进行调浆，涂于铝箔上做成正极片、负极为金属钠片、隔膜为聚丙烯微孔膜、电解液为1mol/L的NaClO4溶液，在氩气保护气氛中制作成CR2032型扣式半电池。
将做好的扣式半电池在室温下进行充放电测试，电压范围为1.5～4.0V。
图1为本实例制备的Na2FePO4F@C正极材料SEM图，其形貌无规则，分布不均匀，有明显的团聚。图3为XRD图，有明显的杂峰，说明可能存在混料不均导致烧结过程反应不完全生成了杂相。图4为首次充放电曲线图，0.2C下的首次充电容量为91.4mAh/g，首次放电容量为102.9mAh/g，0.2C放电容量为102.6mAh/g，0.5C放电容量为90.4mAh/g，1C放电容量为78.0mAh/g。
对比例二、Na1.8Li0.2FePO4F@C/Ti3C2/AlF3-700的制备
1)称取0.12mol二水磷酸铁、0.05mol葡萄糖；
2)将步骤1)中称量好的原料按照30％的固含量加入到去离子水中均匀混合，并加入二水磷酸铁质量的0.5％聚乙烯吡咯烷酮分散剂，搅拌排出浆料中的气体，按照6:1的球料比加入锆球，球磨机转速为600rpm，球磨时间为8h，得到浆料A；
3)将步骤2)中浆料A在真空烘箱中80℃放置12h，用研钵研磨30min，置于管式炉中，在氮气气氛下进行烧结，升温速率为2℃/min，烧结温度和烧结时间分别为700℃和15h，用研钵研磨30min得到物料B；
4)将步骤3)中物料B与0.00288molTi3AlC2、0.10464molNaF、0.024molLiF、0.05568molNa2CO3分散至50ml的9M的盐酸中，经过超声(所用超声的频率和时间分别为30Hz和1h)和搅拌(所述搅拌的频率和时长分别为200～300rpm和24h)得到浆料C；
5)将步骤4)中浆料C在真空烘箱中80℃放置12h，用研钵研磨30min，置于管式炉中，在氮气气氛下进行烧结，烧结温度和烧结时间分别为700℃和15h，用研钵研磨30min得到物料D，即为Na1.8Li0.2FePO4F@C/Ti3C2/AlF3-700。
按照制备的Na1.8Li0.2FePO4F@C/Ti3C2/AlF3-700正极材料、SP导电剂、PVDF粘结剂8：1：1的质量比例称量混合，同时以N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为分散剂进行调浆，涂于铝箔上做成正极片、负极为金属钠片、隔膜为聚丙烯微孔膜、电解液为1mol/L的NaClO4溶液，在氩气保护气氛中制作成CR2032型扣式半电池。
将做好的扣式半电池在室温下进行充放电测试，电压范围为1.5～4.0V。
图3为目标物相的XRD图，杂峰明显较强。图4为首次充放电曲线图，其中Na1.8Li0.2FePO4F@C/Ti3C2/AlF3-700正极材料0.2C下的首次充电容量为65.8mAh/g，首次放电容量为63.5mAh/g，0.2C放电容量为60.6mAh/g，0.5C放电容量为53.7mAh/g，1C放电容量为44.9mAh/g，说明二次烧结温度的提升对材料的物相及扣电性能影响较大，二次烧结温度不宜过高。
表1为实施例一、实施例二、实施例三、实施例四氟磷酸铁钠正极材料得到的电池的充放电数据。下表中：首效％＝首次放电容量/首次充电容量×100％，0.2C放电比容量：0.2C首次充放电测试后再次在0.2C条件下进行充放电测试得到的放电比容量，0.5C放电比容量：在0.2C充放电测试后在0.5C条件下进行充放电测试得到的放电比容量，1C放电比容量：在0.5C充放电测试后在1C条件下进行充放电测试得到的放电比容量。
表1
上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料的制备方法，包括下述步骤：
a)将二水磷酸铁、碳源、分散剂及溶剂球磨混合得到前驱体浆料A；
b)将所述前驱体浆料A真空烘干研磨后，在惰性气氛下进行高温烧结，研磨后得到物料B，即Fe3(PO4)2@C；
c)将所述物料B与Ti3AlC2、钠源、锂源、氟源及酸混合，经过超声和搅拌，利用酸刻蚀在Fe3(PO4)2@C原位生长Ti3C2及AlF3形成包覆，得到浆料C；
d)将所述物料C真空烘干并研磨后，在惰性气氛下进行烧结，研磨后得到Ti3C2纳米片、AlF3和碳多层包覆的氟磷酸铁钠，即为所述掺杂型多层包覆磷酸铁基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：所述步骤a)中，所述碳源选自葡萄糖、柠檬酸、蔗糖、抗坏血酸中的至少一种。
或，所述分散剂选自六偏磷酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸胺中的至少一种；
或，所述溶剂选自水、无水乙醇、丙酮中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤a)中，所述前驱体浆料A中的固含量在20～50％之间；
或，所述分散剂的添加量为二水磷酸铁质量的0.1～1％；
或，所述球磨在球磨机中进行，所述球磨的球料质量比值在5～10之间；所述球磨机的转速在300～800rpm之间，球磨时间为4～18h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤b)中，所述烘干的温度在50～90℃之间，烘干时间在8～24h之间；
或，所述步骤b)中，所述研磨采用研钵或粉碎机进行一次研磨；所述研磨的时间在20～40min之间；
或，所述步骤b)中，所述烧结的温度在650～800℃之间，烧结的时间在10～18h之间。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤c)中，所述钠源包括氟化钠、草酸钠、碳酸钠、磷酸二氢钠、磷酸钠、柠檬酸钠、乙酸钠中的至少一种；
或，所述锂源为氟化锂；
或，所述氟源包括氟化钠和氟化锂；
或，所述酸为盐酸，所述盐酸的摩尔浓度范围在8～10mol/L；
或，所述Ti3AlC2、钠源中钠离子的摩尔比为1:60～100；所述Ti3AlC2与二水磷酸铁摩尔比值在1:30～50之间；
或，超声和搅拌的温度为30～40℃；所用超声的频率和时间分别为30Hz和1h；
或，所述搅拌的频率和时长分别为200～300rpm和24h。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述Ti3AlC2、氟化锂的摩尔比为1:3～10；所述氟化钠与步骤a)中二水磷酸铁的摩尔比为0.8～1:1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤d)中，所述烧结的温度在500～650℃之间，烧结的时间在10～18h之间；
或，所述步骤d)中，所述烘干的温度在50～90℃之间，烘干时间在8～24h之间；
或，所述研磨采用研钵或粉碎机进行一次研磨；所述研磨的时间在20～40min之间。
8.权利要求1-7中任一项所述方法制备得到的掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料。
9.一种正极极片，包括权利要求8所述的掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料。
10.一种钠离子电池，包括权利要求9所述的正极极片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311729112.6A CN117790795A (zh) | 2023-12-15 | 2023-12-15 | 一种掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311729112.6A CN117790795A (zh) | 2023-12-15 | 2023-12-15 | 一种掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料及其制备方法 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN117790795A true CN117790795A (zh) | 2024-03-29 |
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| CN202311729112.6A Pending CN117790795A (zh) | 2023-12-15 | 2023-12-15 | 一种掺杂型多层包覆磷酸铁基钠离子电池正极材料及其制备方法 |
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| Country | Link |
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| CN (1) | CN117790795A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118398810A (zh) * | 2024-06-28 | 2024-07-26 | 钠思科(溧阳)新材料有限责任公司 | 一种磷酸焦磷酸铁钠正极材料、其制备方法和一种正极片、电池 |
-
2023
- 2023-12-15 CN CN202311729112.6A patent/CN117790795A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118398810A (zh) * | 2024-06-28 | 2024-07-26 | 钠思科(溧阳)新材料有限责任公司 | 一种磷酸焦磷酸铁钠正极材料、其制备方法和一种正极片、电池 |
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