[發(fā)明專利]一種普魯士藍類似物正極材料的制備方法及應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210927720.7
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN115207316A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王華;王瑩毓;朱喬楠;郭林
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62;H01M10/054
• 代理公司: 北京快易權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11660
• 代理人: 趙曉薇

1.一種普魯士藍類似物正極材料的制備方法，其特征在于，制備步驟如下：

(1)將二價金屬鹽和絡(luò)合劑按照不同摩爾比溶解在去離子水中，濃度為0.05mol/L～1mol/L，隨后添加醋酸-醋酸鈉緩沖溶液調(diào)節(jié)溶液中的pH為3-7，得到溶液A，

其中，所述金屬鹽包括二價錳鹽或二價鐵鹽；

(2)將亞鐵氰化鈉或其水合物溶解于去離子水中，配置成濃度為0.05mol/L～1mol/L的亞鐵氰化鈉溶液，得到溶液B；

(3)將溶液B加入溶液A中，攪拌后將溶液靜置、過濾、洗滌并干燥，得到普魯士藍類似物正極材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種普魯士藍類似物正極材料的制備方法，其特征在于，

步驟(1)中，所述二價錳鹽包括醋酸錳、硫酸錳、氯化錳、硝酸錳或以上二價錳鹽的水合物中的一種或幾種；

所述二價鐵鹽包括醋酸亞鐵、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵或以上二價鐵鹽的水合物中的一種或幾種；

所述絡(luò)合劑包括羥基乙叉二膦酸、羥基乙叉二膦酸二鈉、羥基乙叉二膦酸四鈉或以上羥基乙叉二膦酸鹽的水合物中的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種普魯士藍類似物正極材料的制備方法，其特征在于，

步驟(1)中，所述二價錳鹽或二價鐵鹽和絡(luò)合劑的摩爾比為1：X，其中1≤X≤2。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種普魯士藍類似物正極材料的制備方法，其特征在于，

步驟(3)中，所述過程在室溫中進行，攪拌時長≤2h；所述靜置為在20-60℃范圍內(nèi)靜置2-60h；所述干燥真空高溫干燥，其中溫度為60-150℃，干燥時間12-24h。

5.如權(quán)利要求1-4任一所述的一種普魯士藍類似物正極材料的制備方法制得的普魯士藍類似物正極材料在鈉離子電池中的應(yīng)用。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種普魯士藍類似物正極材料在鈉離子電池中的應(yīng)用，其特征在于，所述鈉離子電池包括正極、負極和電解液；

其中，所述正極包括權(quán)利要求5中所述普魯士藍類似物正極材料；

所述電解液包括鈉鹽、有機溶劑和添加劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種普魯士藍類似物正極材料在鈉離子電池中的應(yīng)用，其特征在于，所述正極通過以下方法制備得到：

1)稱取普魯士藍類似物正極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑以不同質(zhì)量比充分研磨混合均勻，得混合物；

2)向混合物中加入N-甲基-2-吡咯烷酮或去離子水作為溶劑，充分?jǐn)嚢璧玫交旌蠞{料；

3)將混合漿料涂覆于鋁箔上，經(jīng)過真空干燥得到鈉離子電池正極。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種普魯士藍類似物正極材料在鈉離子電池中的應(yīng)用，其特征在于，

步驟1)中所述導(dǎo)電劑包括SuperP、乙炔黑、科琴黑、導(dǎo)電石墨、碳納米管、石墨烯和碳纖維中的一種或幾種；

所述粘結(jié)劑包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、羧甲基纖維素/羧甲基纖維素鈉中的一種或幾種。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種普魯士藍類似物正極材料在鈉離子電池中的應(yīng)用，其特征在于，步驟1)中所述普魯士藍類似物正極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑的質(zhì)量比為：(6-9.8)：(0.1-2)：(0.1-2)。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種普魯士藍類似物正極材料在鈉離子電池中的應(yīng)用，其特征在于，

所述鈉鹽選自NaTFSI、NaFSI、NaCF3SO₃、NaPF₆、NaClO₄、NaNO₃和NaBF₄中的至少一種；

所述有機溶劑選自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、聚乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二乙醚、1,3二氧戊環(huán)、二氧六環(huán)、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、乙基甲基碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯和碳酸亞乙烯酯中的至少一種；

所述添加劑選自體積含量為0.01-10％的氟代碳酸乙烯酯和0.01-10％的碳酸亞乙烯酯中的至少一種。