[發(fā)明專利]一種無相變的正負(fù)極兩用的鈉離子電池材料及其制備方法和應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110281805.8 | 申請日： | 2021-03-16 |
| 公開（公告）號： | CN113054185A | 公開（公告）日： | 2021-06-29 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 章根強;彭波 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) |
| 主分類號： | H01M4/485 | 分類號： | H01M4/485;H01M4/525;H01M4/131;H01M10/054;C01G53/00 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 相變 負(fù)極 兩用 鈉離子 電池 材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
1.一種無相變的正負(fù)極兩用的鈉離子電池材料，其特征在于，化學(xué)式為Na0.7Ni0.25Fe0.2Ti0.55O2。
2.權(quán)利要求1所述的無相變的正負(fù)極兩用的鈉離子電池材料的制備方法，包括以下步驟：
A)將鈉源化合物、鎳源化合物、鐵源化合物、鈦源化合物按照摩爾比與螯合劑溶解于水中后，加熱揮發(fā)溶劑，得到凝膠前驅(qū)體；
B)將所述凝膠前驅(qū)體干燥后進(jìn)行研磨，得到前驅(qū)體粉末；
C)將所述前驅(qū)體粉末依次經(jīng)過第一次煅燒、第二次煅燒，得到正負(fù)極兩用的鈉離子電池材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述鈉源化合物選自醋酸鈉、碳酸鈉、硝酸鈉、草酸鈉和檸檬酸鈉中的一種或多種；
所述鎳源化合物選自醋酸鎳，硝酸鎳，草酸鎳，硫酸鎳和氯化鎳中的一種或多種；
所述鐵源化合物選自醋酸鐵，硝酸鐵，草酸鐵，硫酸鐵和氯化鐵中的一種或多種；
所述鈦源化合物選自鈦酸四丁酯，四氯化鈦，鈦酸四乙酯，異辛醇鈦，鈦酸異丙酯，硫酸氧鈦中的一種或多種；
所述螯合劑選自檸檬酸、草酸、酒石酸和乙二胺四乙酸中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述第一次煅燒的升溫速率為2～10℃/min，升溫至350～600℃，保溫至前驅(qū)體粉末充分分解；
所述第二次煅燒的升溫速率為2～10℃/min，升溫至800～1000℃，保溫10～24h至形成無雜相的P2相結(jié)構(gòu)；
所述第一次煅燒、第二次煅燒在空氣氣氛下進(jìn)行。
5.權(quán)利要求1所述的無相變的正負(fù)極兩用的鈉離子電池材料的制備方法，包括以下步驟：
A)將鈉源化合物、鎳源化合物、鐵源化合物、鈦源化合物按照摩爾比固相研磨混合，得到前驅(qū)體粉末；
B)將所述前驅(qū)體粉末經(jīng)過一次或兩次煅燒，得到正負(fù)極兩用的鈉離子電池材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述前驅(qū)體粉末經(jīng)過一次煅燒；
所述一次煅燒的升溫速率為2～10℃/min，升溫至800～1000℃，保溫10～24h至形成無雜相的P2相結(jié)構(gòu)；
所述鈉源化合物選自氧化鈉、碳酸鈉中的一種或多種；
所述鎳源化合物選自氧化鎳；
所述鐵源化合物選自氧化鐵；
所述鈦源化合物選自二氧化鈦、三氧化二鈦、鈦酸鈉和一氧化鈦中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述前驅(qū)體粉末經(jīng)過兩次煅燒；
第一次煅燒的升溫速率為2～10℃/min，升溫至350～600℃，保溫至前驅(qū)體粉末分解成氧化物；
第二次煅燒的升溫速率為2～10℃/min，升溫至800～1000℃，保溫10-24h至形成無雜相的P2相結(jié)構(gòu)；
所述鈉源化合物選自碳酸鈉、醋酸鈉、硝酸鈉、草酸鈉和檸檬酸鈉中的一種或多種；
所述鎳源化合物選自醋酸鎳，硝酸鎳，草酸鎳和硫酸鎳中的一種或多種；
所述鐵源化合物選自醋酸鐵，硝酸鐵，草酸鐵和硫酸鐵中的一種或多種；
所述鈦源化合物選自二氧化鈦、三氧化二鈦、一氧化鈦、鈦酸鈉中的一種或多種。
8.一種鈉離子電池正極和負(fù)極電極片，其特征在于，由權(quán)利要求1所述的正負(fù)極兩用的鈉離子電池材料，或權(quán)利要求2～7任一項所述的制備方法制備的正負(fù)極兩用的鈉離子電池材料，導(dǎo)電添加劑、粘結(jié)劑和溶劑制備而成。
9.一種鈉離子電池，其特征在于，由正極和負(fù)極、隔膜、有機電解液組成，所述正極材料和負(fù)極材料為權(quán)利要求8所述的鈉離子電池正極和負(fù)極電極片。
10.權(quán)利要求9所述的鈉離子電池在太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、智能電網(wǎng)調(diào)峰、分布電站或通信基地大規(guī)模能量儲能器件中的應(yīng)用。
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