ES2977307A2 - Material de electrodo positivo de fosfato ferrico de sodio depositado, y metodo de preparacion para el mismo y aplicacion del mismo - Google Patents
Material de electrodo positivo de fosfato ferrico de sodio depositado, y metodo de preparacion para el mismo y aplicacion del mismo Download PDFInfo
- Publication number
- ES2977307A2 ES2977307A2 ES202390197A ES202390197A ES2977307A2 ES 2977307 A2 ES2977307 A2 ES 2977307A2 ES 202390197 A ES202390197 A ES 202390197A ES 202390197 A ES202390197 A ES 202390197A ES 2977307 A2 ES2977307 A2 ES 2977307A2
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- sodium
- positive electrode
- electrode material
- phosphate
- 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.)
- Withdrawn
Links
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
- H01M4/58—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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/45—Phosphates containing plural metal, or metal and ammonium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
- C01B35/10—Compounds containing boron and oxygen
- C01B35/1027—Oxides
-
- 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
- H01M4/362—Composites
-
- 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
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
-
- 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
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/028—Positive 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)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Abstract
Un material de electrodo positivo de fosfato de hierro sódico depositado, cuya fórmula química es NaFePO4-xB2O3@A, donde x = 0,001 -0,3, A es al menos uno de los nano óxidos de los elementos Zn, Fe, Cu, Ni, Mn, Co, Cr, Ti, Al, Mo, Zr o Ag. Cuando una batería preparada del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio depositado se carga y se descarga, la distancia de difusión del ion de sodio es corta, y la tasa de transmisión es alta. El material de electrodo positivo de fosfato de férrico de sodio depositado comprende óxido de boro y un nano óxido; el óxido de boro puede reducir un grado de cambio de la estructura en el proceso de carga/descarga del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio, se mejora la conductividad del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio y se mejora el rendimiento electroquímico. El nano óxido puede inhibir eficazmente un efecto de lanzadera existente en el material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio, y se mejora el rendimiento del ciclo del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio.
Description
DESCRIPCIÓN
Material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio depositado, y método de preparación para el mismo y aplicación del mismo
Campo de la invención
La presente divulgación se refiere al campo técnico de las baterías de iones de sodio, y específicamente a un material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición y a un método de preparación y aplicación del mismo.
Antecedentes de la invención
Los materiales de las baterías de iones de sodio y las baterías de iones de litio tienen estructuras similares. En comparación con las baterías de iones de litio, las baterías de iones de sodio tienen ventajas únicas en términos de recursos, seguridad y vida útil del ciclo. Por lo tanto, las baterías de iones de sodio serán una solución alternativa razonable a las baterías de iones de litio, especialmente en la aplicación de baterías no móviles, como estaciones de energía de almacenamiento de baterías, estaciones de carga de área de servicio, etc. Actualmente, no es un pequeño problema reemplazar el ion de litio con baterías de iones de sodio.
En vista de la gran masa y el radio de iones de sodio, el alto potencial estándar y la electronegatividad más baja, el voltaje de la batería de iones de sodio es más bajo que el de iones de litio correspondiente, lo que hace que la calidad y la densidad de energía de la batería de iones de sodio sean inferiores a la de la batería de iones de litio, que se convierte en un factor principal de restricción para reemplazar la batería de iones de litio. Una de las partes clave para mejorar el rendimiento de la batería de iones de sodio es el material de electrodo positivo, y el material de electrodo positivo es el elemento central que afecta directamente el rendimiento electroquímico de la batería de iones de sodio.
En la actualidad, entre los materiales investigados del electrodo de la batería de iones de sodio, la estructura del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio no es fácil cambiar. Durante la carga y descarga, la restricción de la estructura de red, la expansión y el colapso de la red tienen poca influencia en el proceso de desintercalación de iones de sodio. Por lo tanto, la batería tiene una mayor estabilidad y rendimiento de ciclo; al mismo tiempo, el material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tiene una forma espacial regular específica, por lo que el efecto de aumentar la densidad de energía mediante el depósito de óxido es más obvio.
Por lo tanto, existe la necesidad urgente de proporcionar un método para la preparación de un material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición para proporcionar base y soporte técnico para la preparación de baterías de iones de sodio de alto rendimiento y la aplicación práctica de baterías de iones de sodio.
Breve descripción de la invención
La presente invención tiene como objetivo resolver al menos uno de los problemas técnicos existentes en la técnica anterior antes mencionada. Por esta razón, la presente invención propone un material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición y método de preparación y aplicación del mismo. El material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición tiene un buen rendimiento de reciclaje.
Para lograr los objetivos anteriores, la presente invención adopta las siguientes soluciones técnicas:
Un material de electrodo positivo de fosfato de sodio de hierro tipo deposición, que tiene una fórmula química de NaFePO4-xB2O3@A, x=0,001 -0,3; el A es al menos uno de los nano óxidos del elemento Zn, Fe, Cu, Ni, Mn, Co, Cr, Ti, Al, Mo, Zr o Ag.
Un método para preparar un material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición, que comprende los siguientes pasos:
(1) mezclar la fuente de sodio, la fuente de fósforo, la fuente ferrosa, la fuente de boro y el agente complejante para la reacción, agregar álcali para ajustar el pH, realizar la separación sólido-líquido, y concentrar la fase líquida para obtener un gel;
(2) calentar y moler en molino de bolas el gel para obtener fosfato férrico de sodio NaFePO4-xB2O3, x=0,001-0,3;
(3) purgar el fosfato férrico de sodio NaFePO4-xB2O3 con A en forma de gas para obtener el fosfato férrico de sodio tipo deposición; el A es al menos uno de los nano óxidos del elemento Zn, Fe, Cu, Ni, Mn, Co, Cr, Ti, Al, Mo, Zr o Ag.
Preferiblemente, en el paso (1), la fuente de sodio es por lo menos uno de hidróxido de sodio, formato de sodio, acetato de sodio, oxalato de sodio, fosfato de sodio, borato de sodio o citrato de sodio.
Preferiblemente, en el paso (1), la fuente de fósforo es al menos uno de ácido fosfórico, fosfato de sodio, fosfato de hierro, fosfato ferroso, fosfato de amonio, fosfato de dihidrógeno de amonio, fosfato de hierro o fosfato de hidrógeno de amonio.
Preferiblemente, en el paso (1), la fuente de boro es al menos una de óxido de boro, ácido bórico, borato de sodio o borato de hierro.
Preferiblemente, en el paso (1), la fuente ferrosa es al menos uno de hidróxido ferroso, fosfato ferroso, oxalato ferroso o acetato ferroso.
Preferiblemente, en el paso (1), el complejo en el agente complejante es al menos uno de ácido cítrico, ácido oxálico o ácido láctico.
Preferiblemente, en el paso (1), la relación molar de sodio, fosfato, hierro y boro en la fuente de sodio, fuente de fósforo, fuente ferrosa y fuente de boro es (0,01-110): (0,01-120): (0,01 -110): (0,001-30).
Preferiblemente, en el paso (1), el porcentaje de masa del complejo en el agente complejante es 0,1-40 % en peso.
Preferiblemente, en el paso (2), el álcali es al menos uno de hidróxido de sodio, hidróxido ferroso y agua de amoníaco.
Preferiblemente, en el paso (2), una atmósfera del molino de bolas es una atmósfera inerte.
Además, preferiblemente, la atmósfera inerte es al menos una de argón, helio, neón o xenón.
Preferiblemente, en el paso (3), el flujo de aire de purga es de 30-200 ml/min.
Una batería, incluye el material de electrodo positivo de fosfato sódico de hierro tipo de deposición.
En comparación con la técnica anterior, los efectos beneficiosos de la presente invención son los siguientes:
1. La batería preparada por el material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición de la presente invención tiene una distancia corta de difusión de iones de sodio y una velocidad de transmisión más rápida durante la carga y descarga. Para el óxido de boro y los nano óxidos en el material de electrodo positivo del fosfato férrico de sodio del tipo deposición, el óxido de boro puede reducir el grado de cambios estructurales durante el proceso de carga y descarga, aumentar la conductividad de los materiales de electrodo positivo del fosfato férrico del sodio, y mejorar el funcionamiento electroquímico. Los nano óxidos pueden inhibir el efecto de lanzadera en los materiales de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio de manera efectiva y, en consecuencia, aumentar el rendimiento de reciclaje del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio.
2. Cuando el material de electrodo positivo NaFePO4-xB2O3 preparado mediante la introducción de óxido de boro en el método de preparación de la presente invención se prepara en una batería, se obtiene una distancia corta de difusión de iones de sodio y una tasa de transmisión más rápida durante la carga y descarga de la batería. En la figura 2, se obtiene una película densa de aproximadamente 15 nm en la superficie del sustrato obtenido de NaFePO4-3,86B2O3@ZnO, lo que mejora la eficiencia coulómbica del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio para estar cerca del 100 %.
3. La presente invención utiliza nano óxido para depositar fosfato férrico de sodio, esto se debe a que no solo el nano óxido tiene mayor conductividad y mayor estabilidad química, sino también algunos metales (como Al, Zn, Cu, Fe, Ti, etc.) tienen más reservas en comparación con el níquel, cobalto, manganeso, etc., y los nano óxidos preparados se preparan en grandes cantidades y no son tóxicos. Por lo tanto, tiene un papel positivo en la promoción de la mejora de los materiales de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio, que es beneficioso para la aplicación comercial de materiales de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es un diagrama de flujo del ejemplo 1 de la presente invención.
La Fig. 2 es una imagen TEM del fosfato férrico de sodio tipo deposición de ZnO preparada en el Ejemplo 1 de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
En adelante, el concepto de la presente invención y los efectos técnicos producidos se describirán clara y completamente en combinación con las realizaciones, a fin de comprender plenamente el propósito, las características y los efectos de la presente invención. Obviamente, las realizaciones descritas son solo una parte de las realizaciones de la presente invención, en lugar de todas ellas. Basándose en las realizaciones de la presente invención, otras obtenidas por los expertos en la técnica sin trabajo creativo pertenecen al ámbito de protección de la presente invención.
Ejemplo 1
La fórmula del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición en este ejemplo es NaFePO4-0,14B2O3@ZnO.
El método de preparación del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición de este ejemplo comprende los siguientes pasos específicos:
(1) Síntesis de gel: 65 g de hidróxido de sodio, 173 g de fosfato de dihidrógeno de amonio y 8,7 g de ácido bórico se disolvieron por separado y luego se mezclaron entre sí. Se añadieron 215,9 g de oxalato ferroso de modo que la relación molar de sodio, ácido fosfórico, ferroso y boro fue de 1,63:1,5:1,5:0,14, y se añadió 0,8L de solución de ácido cítrico al 5,17 % en peso. La temperatura se controló a unos 55 °C. Se añadió agua de amoníaco en forma de goteo y se agitó para controlar el pH a 8,38, y la mezcla se mezcló y envejeció durante 6 h 4 min. Se retiró el residuo y se obtuvo un gel.
(2) Tratamiento térmico: El gel se calentó bajo atmósfera de helio y a 530 °C durante 7 h 4 min, y luego se molió con el molino de bolas durante 8 h 26 min bajo atmósfera de helio para obtener fosfato férrico de sodio NaFePO4-0,14B2O3.
Depósito de ZnO: 80 g de NaFePO4-0,14B2O3 se cargaron en el reactor de deposición. N2 se llenó hasta el escape. La mezcla se calentó a 60 °C, se purgó con N2-H2 a 60 ml/min, y 0,97 g de nano-ZnO se cargó a través del helio. Después de reaccionar durante 57 minutos, el ZnO sintetizado depositado NaFePO4-0,14B2O3 fue lavado, y secado a 80°C durante 2 h para obtener ZnO depositado NaFePO4-0,14B2O3@ZnO.
La Fig. 2 es una imagen TEM de NaFePO4-0,14B2O3@ZnO preparada en el ejemplo 1 de la presente invención.
Ejemplo 2
La fórmula del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición en este ejemplo es NaFePO4-0,23B2O3@ZnO.
El método de preparación del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición de este ejemplo comprende los siguientes pasos específicos:
(1) Síntesis de gel: 88 g de hidróxido de sodio, 242 g de fosfato de dihidrógeno de amonio y 12.2 g de ácido bórico se disolvieron por separado y luego se mezclaron entre sí. Se añadieron 302.2 g de oxalato ferroso de modo que la relación molar de sodio, ácido fosfórico, ferroso y boro fue de 2,21: 2,1:2,1:0,23, y se añadió 1L de solución del ácido cítrico al 6,20 % en peso. La temperatura se controló a unos 55 °C. Se añadió agua de amoníaco en forma de goteo y se agitó para controlar el pH a 8,37, y la mezcla se mezcló y envejeció durante 6 h 4 min. Se retiró el residuo y se obtuvo un gel.
(2) Tratamiento térmico: El gel se calentó bajo atmósfera de helio y 560 °C durante 6 h 30 min, y luego se molió en molino de bolas durante 8 h 19 min bajo atmósfera de helio para obtener fosfato férrico de sodio NaFePO4-0,23B2O3.
Depósito de ZnO: 80 g de NaFePO4-0,23B2O3 se cargaron en el reactor de deposición. N2 se llenó hasta el escape. La mezcla se calentó a 65 °C, se purgó con N2-H2 a 75 ml/min, y 1,22 g de nano-ZnO se cargó a través del helio. Después de reaccionar durante 62 minutos, el ZnO sintetizado depositado NaFePO4-0,23B2O3 fue lavado, y secado a 80 °C durante 2 h para obtener ZnO depositado NaFePO4-0,23B2O3@ZnO.
Ejemplo 3
La fórmula del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición en este ejemplo es NaFePO4-0,05B2O3@CuO.
El método de preparación del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición de este ejemplo comprende los siguientes pasos específicos:
(1) Síntesis de gel: 27 g de citrato de sodio, 34 g de fosfato de dihidrógeno de amonio y 4,9 g de ácido bórico se disolvieron por separado y luego se mezclaron entre sí. se añadieron 43,2 g de oxalato ferroso de modo que la relación molar de sodio, ácido fosfórico, ferroso y boro fue de 0,315: 0,3: 0,3: 0,05, y se añadió 1L de solución de ácido cítrico al 4,03 % en peso. La temperatura se controló a unos 55 °C. Se añadió agua de amoníaco en forma de goteo y se agitó para controlar el pH a 8,72, y la mezcla se mezcló y envejeció durante 6 h 4 min. Se retiró el residuo y se obtuvo un gel.
(2) Tratamiento térmico: El gel se calentó bajo atmósfera de helio y 480 ° C durante 8 h 44 min, y luego se molió con un molino de bolas durante 8 h 34 min bajo atmósfera de helio para obtener fosfato férrico de sodio NaFePO4-0,05B2O3.
(3) Deposición de CuO: 100 g de NaFePO4-0,05B2O3 se cargaron en el reactor de deposición. N2 se llenó hasta el escape. La mezcla se calentó a 60 °C, se purgó con N2-H2 a 75 ml/min, y 0,79g de nano-CuO se cargó a través del helio. Después de reaccionar durante 61 minutos, el CuO sintetizado depositado NaFePO4-0,05B2O3 fue lavado, y secado a 80 °C durante 2 h para obtener CuO depositado NaFePO4-0,05B2O3@ CuO.
Ejemplo 4
La fórmula del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición en este ejemplo es NaFePO4-0 ,16 B2O3@CuO.
El método de preparación del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición de este ejemplo comprende los siguientes pasos específicos:
(1) Síntesis de gel: 108 g de citrato de sodio, 138 g de fosfato de dihidrógeno de amonio y 15,7 g de ácido bórico se disolvieron por separado y luego se mezclaron. se añadieron 172 g de oxalato ferroso de modo que la relación molar de sodio, ácido fosfórico, ferroso y boro fue de 1,26: 1,2: 1,2: 0,16, y se añadió 1L de solución de ácido oxálico al 5,49 % en peso. La temperatura se controló a unos 60 °C. Se añadió agua de amoníaco en forma de goteo y se agitó para controlar el pH a 8,57, y la mezcla se mezcló y envejeció durante 6 h 4 min. Se retiró el residuo y se obtuvo un gel.
(2) Tratamiento térmico: El gel se calentó bajo atmósfera de helio y 440 °C durante 10 h 12 min, y luego se molió con un molino de bolas durante 8 h 17 min bajo atmósfera de helio para obtener fosfato férrico de sodio NaFePO4-0,16B2O3.
(3) Deposición de CuO: 100 g de NaFePO4-0,16B2O3 se cargaron en el reactor de deposición. N2 se llenó hasta el escape. La mezcla se calentó a 65 °C, se purgó con N2-H2 a 80 ml/min, y 1,27 g de nano-CuO se cargó a través del helio. Después de reaccionar durante 66 minutos, el CuO sintetizado depositado NaFePO4-0,16B2O3 fue lavado, y secado a 80 °C durante 2 h para obtener CuO depositado NaFePO4-0,16B2O3@ CuO.
Ejemplo comparativo 1
El método de preparación del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio de este ejemplo comparativo comprende los siguientes pasos específicos:
Es diferente del ejemplo 1 en que en el paso (1), 63 g de hidróxido de sodio y 173 g de fosfato de dihidrógeno de amonio se disolvieron por separado y luego se mezclaron entre sí. Se añadieron 215,9 g de oxalato ferroso de modo que la relación molar de sodio, ácido fosfórico y ferroso fue de 1,58:1,5: 1,5, y se añadió 0,8L de solución de ácido cítrico al 5,17 % en peso. El resultado final fue NaFePO4.
Ejemplo comparativo 2
El método de preparación del material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio de este ejemplo comparativo comprende los siguientes pasos específicos:
(1) Síntesis de gel: 65 g de hidróxido de sodio, 173 g de fosfato de dihidrógeno de amonio y 8,7 g de ácido bórico se disolvieron por separado y luego se mezclaron entre sí. se añadieron 215,9 g de oxalato ferroso de modo que la relación molar de sodio, ácido fosfórico, ferroso y boro fue de 1,63: 1,5:1,5:0,14, y se añadió 0,8L de solución de ácido cítrico al 5,17 % en peso. La temperatura se controló a unos 55 °C. Se añadió agua de amoníaco en forma de goteo y se agitó para controlar el pH a 8,38, y la mezcla se mezcló y envejeció durante 6 h 4 min. Se retiró el residuo y se obtuvo un gel.
(2) Tratamiento térmico: El gel se calentó bajo atmósfera de helio y 530 °C durante 7 h 17 min, y luego se molió con un molino de bolas durante 8 h bajo atmósfera de helio para obtener fosfato férrico de sodio NaFePO4-0,14B2O3.
Ejemplo de prueba:
El material de electrodo positivo, el agente conductor del negro de carbono y el politetrafluoroetileno en los Ejemplos 1 -4 y los Ejemplos comparativos 1 - 2 se disolvieron en agua desionizada en una relación de masa de 80:15:5 para formar una suspensión, y luego la suspensión se recubre en un colector de corriente para prepararla en una pieza de poste. La pieza del poste se secó en un horno de secado a 65 °C durante 8 h 36 min. Se utilizó una lámina de sodio como contra electrodo, 1,2 mol/L de NaClO4 como electrolito y Celgard 2400 como diafragma. La batería fue montada en una guantera de vacío bajo una atmósfera de argón. El rendimiento del ciclo se probó con una estación de trabajo electroquímica. La densidad de corriente probada fue de 250 mA-g-1, el intervalo carga-descarga fue de 2,5-3,0 V, y la prueba se realizó a una tasa de 0,5 C.
Tabla 1 Datos de los ejemplos 1-4 y ejemplos comparativos 1-2
Se puede ver en la Tabla 1 que después de 300 ciclos, la eficiencia coulómbica del Ejemplo 1 y Ejemplo 3 podría alcanzar 99,9, y la primera capacidad de descarga específica de los Ejemplos 1-4 es tan alta como 114,5 mAh-g-1, 118,9 mAh-g-1, 115,4 mAh-g-1 y 117,8 mAh-g-1, mientras que las capacidades de descarga específicas del Ejemplo Comparativo 1 y Ejemplo Comparativo 2 son 90,6 mAh-g-1 y 92,3 mAh-g-1, que son mucho más pequeños que los de los ejemplos de la presente invención.
Las realizaciones de la presente invención se describen en detalle anteriormente con referencia a los dibujos que la acompañan. Sin embargo, la presente invención no se limita a las realizaciones antes mencionadas. Dentro del ámbito del conocimiento poseído por aquellos expertos en la técnica, se pueden hacer diversas modificaciones sin apartarse del propósito de la presente invención. Además, las realizaciones de la presente invención y las características en las realizaciones se pueden combinar entre sí si no hay conflicto.
Claims (10)
1. Un material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición, donde el material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición tiene una fórmula química de NaFePO4-xB2O3@A, x=0,001-0,3; el A es al menos uno de los nano óxidos del elemento Zn, Fe, Cu, Ni, Mn, Co, Cr, Ti, Al, Mo, Zr o Ag.
2. Un método para preparar el material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición de acuerdo con la reivindicación 1, donde comprende los siguientes pasos:
(1) mezclar la fuente de sodio, la fuente de fósforo, la fuente ferrosa, la fuente de boro y el agente complejante para la reacción, agregar álcali para ajustar el pH, realizar la separación sólido-líquido, y concentrar la fase líquida para obtener un gel;
(2) calentar y moler en molino de bolas el gel para obtener fosfato férrico de sodio NaFePO4-xB2O3, x=0,001-0,3;
(3) purgar el fosfato férrico de sodio NaFePO4-xB2O3 con A en forma de gas para obtener el fosfato férrico de sodio tipo deposición; el A es al menos uno de los nano óxidos del elemento Zn, Fe, Cu, Ni, Mn, Co, Cr, Ti, Al, Mo, Zr o Ag.
3. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 2, donde en el paso (1), la fuente de sodio es al menos uno de hidróxido de sodio, formato de sodio, acetato de sodio, oxalato de sodio, fosfato de sodio, borato de sodio o citrato de sodio.
4. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 2, donde en el paso (1), la fuente de fósforo es al menos uno de ácido fosfórico, fosfato de sodio, fosfato de hierro, fosfato ferroso, fosfato de amonio, fosfato de dihidrógeno de amonio, fosfato de hierro o fosfato de hidrógeno diamónico.
5. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 2, donde en el paso (1), la fuente de boro es al menos uno de óxido de boro, ácido bórico, borato de sodio o borato de hierro.
6. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 2, donde en el paso (1), la fuente ferrosa es al menos uno de hidróxido ferroso, fosfato ferroso, oxalato ferroso, o acetato ferroso.
7. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 2, donde en el paso (1), una relación molar de sodio, fosfato, hierro y boro en la fuente de sodio, fuente de fósforo, fuente ferrosa y fuente de boro es (0,01-110): (0,01-120): (0,01-110): (0,001-30).
8. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 2, donde en el paso (1), el complejo en el agente complejante es al menos uno de ácido cítrico, ácido oxálico o ácido láctico.
9. El método de preparación de acuerdo con la reivindicación 2, donde en el paso (3), la cantidad de carga de A es 0,0001-0,1 de la masa de NaFePO4-xB2O3.
10. Una batería, que comprende el material de electrodo positivo de fosfato férrico de sodio tipo deposición de acuerdo con la reivindicación 1.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111201841.5A CN114068906B (zh) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 一种沉积型磷酸铁纳正极材料及其制备方法和应用 |
| PCT/CN2022/108662 WO2023060989A1 (zh) | 2021-10-15 | 2022-07-28 | 一种沉积型磷酸铁钠正极材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2977307A2 true ES2977307A2 (es) | 2024-08-21 |
| ES2977307R1 ES2977307R1 (es) | 2025-03-19 |
Family
ID=80234596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES202390197A Withdrawn ES2977307R1 (es) | 2021-10-15 | 2022-07-28 | Material de electrodo positivo de fosfato ferrico de sodio depositado, y metodo de preparacion para el mismo y aplicacion del mismo |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114068906B (es) |
| DE (1) | DE112022002475T5 (es) |
| ES (1) | ES2977307R1 (es) |
| GB (1) | GB2619674B (es) |
| HU (1) | HUP2400066A1 (es) |
| WO (1) | WO2023060989A1 (es) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114068906B (zh) * | 2021-10-15 | 2023-07-07 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种沉积型磷酸铁纳正极材料及其制备方法和应用 |
| CN114956031B (zh) * | 2022-05-13 | 2023-10-20 | 乐普钠电(上海)技术有限公司 | 一种磷铁钠矿型磷酸铁钠复合材料的制备方法 |
| CN115548292A (zh) * | 2022-09-23 | 2022-12-30 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种钠离子电池用磷酸铁钠复合正极材料及其制备方法 |
| CN117361473A (zh) * | 2023-08-18 | 2024-01-09 | 湖南雅城新能源股份有限公司 | 一种球状焦磷酸磷酸铁钠正极材料及其制备方法和应用 |
| CN118117063B (zh) * | 2024-01-24 | 2025-09-26 | 中南大学 | NaaFebXcYd(BO3)e正极活性材料及其制备和在钠离子电池中的应用 |
| CN119400829A (zh) * | 2024-10-31 | 2025-02-07 | 双登集团股份有限公司 | 一种金属氧化物梯度包覆的氟代磷酸铁钠材料及其制备方法与应用 |
| CN119725464B (zh) * | 2024-12-25 | 2025-09-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种通过原子层沉积技术制备Na2FePO4F@TiO2异质结构材料的方法 |
| CN119349541B (zh) * | 2024-12-27 | 2025-04-15 | 浙江华宇钠电新能源科技有限公司 | 一种高压实磷酸焦磷酸铁钠正极材料的制备方法及车辆 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4153288B2 (ja) * | 2002-11-25 | 2008-09-24 | 日本電信電話株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| US7892676B2 (en) * | 2006-05-11 | 2011-02-22 | Advanced Lithium Electrochemistry Co., Ltd. | Cathode material for manufacturing a rechargeable battery |
| CN101364643B (zh) * | 2008-07-18 | 2010-06-02 | 杭州赛诺索欧电池有限公司 | 一种含硼的磷酸铁锂/炭复合材料及其制备方法 |
| CN102020260A (zh) * | 2009-07-17 | 2011-04-20 | 中国科学院成都有机化学有限公司 | 一种磷酸铁锂复合材料及其制备方法 |
| US20130244100A1 (en) * | 2012-03-15 | 2013-09-19 | Imra America, Inc. | Iron phosphates: negative electrode materials for aqueous rechargeable sodium ion energy storage devices |
| JP6460316B2 (ja) * | 2013-12-09 | 2019-01-30 | 日本電気硝子株式会社 | ナトリウムイオン電池用電極合材、及びその製造方法並びにナトリウム全固体電池 |
| KR102424539B1 (ko) * | 2014-11-26 | 2022-07-25 | 니폰 덴키 가라스 가부시키가이샤 | 축전 디바이스용 정극 재료의 제조방법 |
| CN105140489B (zh) * | 2015-09-25 | 2018-01-02 | 中南大学 | 一种钛掺杂的碳包覆磷酸铁钠材料及其制备方法 |
| CN105845974A (zh) * | 2016-06-06 | 2016-08-10 | 四川国润新材料有限公司 | 一种钠离子电池正极材料NaFePO4/C的制备方法 |
| CN108039482A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-05-15 | 东莞理工学院 | 磷酸铁及磷酸铁复合材料作为负极材料在钠离子电池中的应用 |
| CN108054385A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-05-18 | 山东精工电子科技有限公司 | 一种纳米金属氧化物包覆 LiFePO4微晶及其制备方法 |
| CN108123129A (zh) * | 2018-01-04 | 2018-06-05 | 中南大学 | 一种碳包覆焦磷酸铁钠材料及其制备方法和作为钠离子电池正极材料的应用 |
| CN109449417B (zh) * | 2018-11-01 | 2021-11-16 | 中科廊坊过程工程研究院 | 一种磷酸铁钠复合正极材料及其制备方法和应用 |
| CN110078041A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-08-02 | 北京金羽新能科技有限公司 | 一种钠离子超导材料Na1+xAlxTi2-x(PO4)3及其制备方法和应用 |
| CN110085862A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-08-02 | 北京金羽新能科技有限公司 | 一种钠电池电极材料Na1+xFexTi2-x(PO4)3及其制备方法和应用 |
| CN112340721B (zh) * | 2020-11-06 | 2023-06-27 | 湖南桑瑞新材料有限公司 | 一种磷酸铁锂正极材料的制备方法及正极材料与电池 |
| CN112768673B (zh) * | 2021-02-04 | 2022-06-03 | 武汉大学 | 一种Na4Fe3-x(PO4)2P2O7/C钠离子电池正极材料及其制备方法和应用 |
| CN114068906B (zh) * | 2021-10-15 | 2023-07-07 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种沉积型磷酸铁纳正极材料及其制备方法和应用 |
-
2021
- 2021-10-15 CN CN202111201841.5A patent/CN114068906B/zh active Active
-
2022
- 2022-07-28 ES ES202390197A patent/ES2977307R1/es not_active Withdrawn
- 2022-07-28 WO PCT/CN2022/108662 patent/WO2023060989A1/zh not_active Ceased
- 2022-07-28 GB GB2314900.8A patent/GB2619674B/en active Active
- 2022-07-28 HU HU2400066A patent/HUP2400066A1/hu unknown
- 2022-07-28 DE DE112022002475.5T patent/DE112022002475T5/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB202314900D0 (en) | 2023-11-15 |
| HUP2400066A1 (hu) | 2024-05-28 |
| CN114068906B (zh) | 2023-07-07 |
| GB2619674A (en) | 2023-12-13 |
| GB2619674B (en) | 2024-05-08 |
| DE112022002475T5 (de) | 2024-03-14 |
| ES2977307R1 (es) | 2025-03-19 |
| CN114068906A (zh) | 2022-02-18 |
| WO2023060989A1 (zh) | 2023-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2977307A2 (es) | Material de electrodo positivo de fosfato ferrico de sodio depositado, y metodo de preparacion para el mismo y aplicacion del mismo | |
| CN113066969A (zh) | 一种导电高分子包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法 | |
| CN106684369B (zh) | 一种钠快离子导体镶嵌包覆的钠离子电池正极材料及其合成方法 | |
| CN103400962B (zh) | 一种球形LiFePO4/(C+La2/3-xLi3xTiO3)复合物正极材料及其制备方法 | |
| CN101707248B (zh) | 阴阳离子多元复合锂电池正极材料制备方法 | |
| CN112635748B (zh) | 一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法 | |
| CN117059786B (zh) | 一种钠离子电池正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN111180709B (zh) | 碳纳米管、金属铜共掺杂草酸亚铁锂电池复合负极材料及其制备方法 | |
| CN104993122A (zh) | 具有内部致密、外部疏松结构的一次颗粒堆积密度的三元前驱体材料、正极材料及制备方法 | |
| CN105514430A (zh) | 一种球形磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法 | |
| CN107658442B (zh) | 氢镍二次电池负极板及其制备方法和使用该负极板的氢镍二次电池 | |
| ES2977349B2 (es) | Material de electrodo positivo de iones de sodio de alto voltaje rico en níquel para la batería, método de preparación para ello y aplicación de los mismos | |
| CN102881903A (zh) | 一种多孔磷酸铁锂粉体的制备方法 | |
| CN101752562A (zh) | 一种复合掺杂改性锂离子电池正极材料及其制备方法 | |
| CN102185154B (zh) | 纳米磷酸铁空心球锂离子电池及其制备方法 | |
| CN110797529A (zh) | 一种掺杂的高镍高电压ncm正极材料及其制备方法 | |
| CN107706367B (zh) | 碱性二次电池负极材料[CuxZnyNizFe2O4]及使用该负极材料的电池 | |
| CN103956482A (zh) | 一种制备锂离子电池泡沫状四氧化三铁/碳复合负极材料的方法 | |
| CN115448321A (zh) | 一种层状氧化物材料及其制备方法与应用 | |
| CN112864357B (zh) | 金属硼氧酸盐修饰锂离子电池电极复合材料及其制备方法 | |
| CN104229894B (zh) | 一种锂离子电池钼酸锂负极材料的溶胶-凝胶制备方法 | |
| CN113257583B (zh) | Li3V2O5-碳纳米管复合材料及其制备方法和在锂离子混合电容器中的应用 | |
| CN115385397A (zh) | 一种补钠正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN108091835A (zh) | 铁酸钴负载硫的锂硫电池复合正极材料及其制备方法 | |
| CN108023079A (zh) | 一种混合过渡金属硼酸盐负极材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2977307 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A2 Effective date: 20240821 |
|
| EC2A | Search report published |
Ref document number: 2977307 Country of ref document: ES Kind code of ref document: R1 Effective date: 20250312 |
|
| FA2A | Application withdrawn |
Effective date: 20250812 |