一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法与流程

本发明涉及电池材料制备，具体为一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法。

背景技术：

1、电动车市场的大规模发展和储能需求的持续增加，引起了市场对锂资源的担忧。锂在地壳中的丰度远低于钠，因此钠离子电池被认为是很有前景的新能源电池之一。

2、铁基聚阴离子结构的磷酸焦磷酸铁钠(na4fe3(po4)p2o7，nfpp)有着比容量高129mah/g、制备成本较低、循环性能好等优点，得到了人们的关注。

3、但是nfpp结构本身较低的电导率给它的应用带来困难，为了提高该材料的性能的，本发明提出一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，以解决现有技术中nfpp结构电导率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，包括以下步骤：

4、将pam溶于去离子水溶液中，加入钠源、铁源和磷源，搅拌均匀后喷雾干燥得到前驱体粉末，将粉末煅烧后得到纳米磷酸焦磷酸铁钠正极材料。

5、优选的，所述钠源为碳酸钠、醋酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、草酸钠、硝酸钠中的一种或多种。

6、优选的，所述铁源为硝酸铁、磷酸铁、硫酸铁、氟化铁中的一种或多种。

7、优选的，所述磷源为磷酸二氢铵、正磷酸、磷酸氢二铵中的一种或多种。

8、优选的，所述喷雾盘转速9000～13000，出口温度110～130℃。

9、优选的，所述煅烧的条件为480～550℃，周期为8～15h，气氛为氮气、氩气中的一种。

10、优选的，所述煅烧周期为8～15h，温度为500℃。

11、优选的，所述正极材料化学式为na4fex(po4)p2o7/c，其中2≤x≤3，简称为nfpp/c。

12、本发明至少具备以下有益效果：

13、(1)本发明提供的一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，使用软模板法制备nfpp正极材料，可以在模板上形成nfpp晶核，同时高温时pam分解对晶核形成碳包覆，能到达纳米级颗粒的均匀碳包覆结构，缩短离子传输距离，提高离子传输效率，提高正极材料的电导率；

14、(2)本发明提供的一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，通过模板法制备的纳米磷酸焦磷酸铁钠正极材料，一次粒径为100～200纳米，对比其它液相法制备的纳米材料，本发明制备工艺简单，能纳米化的同时实现碳包覆，高分子模板分解形成的碳层致密均匀，能降低纳米粉末导致的振实密度较低的影响。

技术特征：

1.一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，其特征在于，所述钠源为碳酸钠、醋酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、草酸钠、硝酸钠中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，其特征在于，所述铁源为硝酸铁、磷酸铁、硫酸铁、氟化铁中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，其特征在于，所述磷源为磷酸二氢铵、正磷酸、磷酸氢二铵中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，其特征在于，所述喷雾盘转速9000～13000，出口温度110～130℃。

6.根据权利要求1所述的一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，其特征在于，所述煅烧的条件为480～550℃，周期为8～15h，气氛为氮气、氩气中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，其特征在于，所述煅烧周期为8～15h，温度为500℃。

8.根据权利要求1所述的一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，其特征在于，所述正极材料化学式为na4fex(po4)p2o7/c，其中2≤x≤3，简称为nfpp/c。

技术总结
本发明提供了一种软模板法合成纳米聚阴离子钠离子正极材料的方法，包括以下步骤：将PAM溶于去离子水溶液中，加入钠源、铁源和磷源，搅拌均匀后喷雾干燥得到前驱体粉末，将粉末煅烧后得到纳米磷酸焦磷酸铁钠正极材料。优选的，所述钠源为碳酸钠、醋酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、草酸钠、硝酸钠中的一种或多种。优选的，所述铁源为硝酸铁、磷酸铁、硫酸铁、氟化铁中的一种或多种。本发明使用软模板法制备NFPP正极材料，可以在模板上形成NFPP晶核，同时高温时PAM分解对晶核形成碳包覆，能到达纳米级颗粒的均匀碳包覆结构，缩短离子传输距离，提高离子传输效率，提高正极材料的电导率。

技术研发人员：徐长美,陈海林,傅昭,石原
受保护的技术使用者：湖南鹏博新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31