[發明專利]一種類普魯士白材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810532027.3
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108821310B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 謝健;沈志龍;劉春麗;曹高劭;趙新兵
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/054;C01C3/12;C01G49/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 朱朦琪

1.一種類普魯士白材料，其特征在于，包括無規則形顆粒和長方體形顆粒，所述無規則形顆粒的尺寸為200～600nm，長方體形顆粒的長為1～2μm，寬為500nm～1μm，高為500nm～1μm；

所述類普魯士白材料具有菱方相結構，化學通式為Na_xMn[Fe(CN)₆]_{y 1-y}·zH₂O，其中，0≤x≤2，0≤y≤1，z≥0，代表Fe(CN)₆空位；

所述的類普魯士白材料的制備方法，包括：

1)將亞鐵氰化鈉與復合鈉鹽溶于去離子水，充分攪拌得到溶液A；

所述復合鈉鹽包含無機鈉鹽和有機鈉鹽；

2)將可溶性的二價錳鹽溶于去離子水，充分攪拌得到溶液B；

3)將步驟2)得到的溶液B逐滴加入到將步驟1)得到的溶液A中，經水熱反應后得到所述的類普魯士白材料。

2.根據權利要求1所述的類普魯士白材料，其特征在于，按重量百分比計，組成為：

無規則形顆粒 20～40％；

長方體形顆粒 60～80％。

3.根據權利要求1所述的類普魯士白材料，其特征在于，長方體形顆粒的鈉含量高于無規則顆粒的鈉含量。

4.根據權利要求1所述的類普魯士白材料，其特征在于，步驟1)中：

所述無機鈉鹽選自氯化鈉、硫酸鈉、硝酸鈉中的一種或多種，有機鈉鹽選自檸檬酸鈉、月桂基硫酸鈉、安息香酸鈉、葡萄糖酸鈉、十二烷基硫酸鈉中的一種或多種；

無機鈉鹽中的鈉離子與亞鐵氰化鈉的摩爾比為50～100:1，有機鈉鹽中的鈉離子與亞鐵氰化鈉的摩爾比為3～15:1；

所述溶液A中，亞鐵氰化鈉的濃度為0.03～0.3mol/L。

5.根據權利要求1所述的類普魯士白材料，其特征在于，步驟2)中：

所述可溶性的二價錳鹽選自氯化錳、硫酸錳、硝酸錳、醋酸錳中的一種或多種；

所述溶液B中，Mn²⁺的濃度為0.06～0.6mol/L。

6.根據權利要求1所述的類普魯士白材料，其特征在于，步驟3)中：

所述溶液B與溶液A的體積比為0.75～1.5：1；

所述水熱反應在常壓開放體系下進行，溫度為70～90℃，時間為6～10h。

7.根據權利要求6所述的類普魯士白材料，其特征在于，水熱反應后的產物還需經陳化處理及后處理；

所述陳化處理的溫度與反應溫度相同，陳化處理在開放體系下進行，時間為2～4h；

所述后處理，包括冷卻、洗滌或干燥處理。

8.一種根據權利要求1～3任一所述的類普魯士白材料在制備堿金屬或類堿金屬離子電池中的應用。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，所述堿金屬或類堿金屬離子電池包括鈉離子電池、鉀離子電池或銨離子電池。