[發(fā)明專利]普魯士白電極材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211318760.8
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115724441A
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李愛霞;謝英豪;余海軍;李長東
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東邦普循環(huán)科技有限公司;湖南邦普循環(huán)科技有限公司
• 主分類號: C01C3/12
• 分類號: C01C3/12;H01M4/36;H01M4/58;H01M4/60;H01M10/054;C08G2/22
• 代理公司: 惠州知儂專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44694
• 代理人: 羅佳龍

本申請?zhí)峁┮环N普魯士白電極材料及其制備方法。上述的普魯士白電極材料的制備方法，包括如下步驟：對亞鐵氰化鈉溶液、絡(luò)合劑和錳鹽進行混合加熱，并進行陳化反應(yīng)，得到待過濾液；對待過濾液進行過濾操作；向第一濾渣加入環(huán)狀縮醛、甲醛溶液和引發(fā)劑進行球磨處理，并進行水洗，再過濾，得到第二濾渣；對第二濾渣進行干燥，得到普魯士白電極材料。通過該方法，能夠在普魯士白晶核表面緊密包覆一層導(dǎo)電性聚縮醛，提高普魯士白電極材料導(dǎo)電性能，且通過水洗可快速去除殘余環(huán)狀縮醛、甲醛和引發(fā)劑，以確保得到導(dǎo)電性和循環(huán)性好的普魯士白電極材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及正極材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種普魯士白電極材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著可再生能源和清潔能源的發(fā)展，產(chǎn)生了大規(guī)模儲能的需求。為了順利接入、充分消納可再生能源發(fā)電，實現(xiàn)能源的優(yōu)化管理和高效利用，需要集中式儲能、分布式儲能、直流配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)應(yīng)用。原則上，適合于大規(guī)模儲能應(yīng)用的二次電池須安全性高，成本低廉，資源豐富并且具有優(yōu)良的電化學性能如長壽命，高功率密度等。

正極材料是鈉離子電池的核心部分之一，對電池的倍率、比容、工作電壓、循環(huán)穩(wěn)定性的提高起著至關(guān)重要的作用。目前，鈉離子電池的正極材料改進較多的有聚陰離子化合物，層狀氧化物和普魯士藍類似物，其中普魯士藍類似物因其獨特的三維開框架結(jié)構(gòu)而具有高的理論容量和循環(huán)穩(wěn)定性，因此，普魯士藍類似物的研究受到了廣泛的重視，被認為是極具有應(yīng)用潛力的鈉離子電池材料。

普魯士藍類似物正極材料包括普魯士藍正極材料和普魯士白正極材料。近年來，人們主要采用形貌調(diào)控、碳包覆、摻雜等技術(shù)對普魯士白正極材料進行改性，以更好地提高鈉離子電池的循環(huán)性能和使用壽命。然而，由于碳包覆方法得到的碳包覆體的密度較小，從而降低了普魯士白電極材料的振實密度，進而減少了普魯士白電極材料的體積比容量和能量密度，進而影響了普魯士白正極材料的導(dǎo)電性能和循環(huán)性能；而對于摻雜法而言，由于加入的摻雜量比較難控制，從而較難得到導(dǎo)電性能和循環(huán)性能較好的普魯士白電極材料。因此，傳統(tǒng)對普魯士白正極材料改進的方法中，仍存在著普魯士白正極材料導(dǎo)電性較差、和循環(huán)性能較差的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種緊密度較好、疏松度較好聚縮醛的包覆體，以提高普魯士白電極材料的振實密度、導(dǎo)電性和循環(huán)性且解決了摻雜量比較難控制的普魯士白電極材料及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種普魯士白電極材料的制備方法，包括如下步驟：

對亞鐵氰化鈉溶液、絡(luò)合劑和錳鹽進行混合加熱，得到懸濁液；

對所述懸濁液進行陳化反應(yīng)，得到待過濾液；

對所述待過濾液進行過濾操作，得到第一濾渣；

向所述第一濾渣加入環(huán)狀縮醛、甲醛溶液和引發(fā)劑進行球磨處理，得到普魯士白電極材料半成品；

對所述普魯士白電極材料半成品進行水洗，對水洗后的所述普魯士白電極材料半成品進行過濾操作，得到第二濾渣；

對所述第二濾渣進行干燥，得到普魯士白電極材料。

在其他一些實施例中，所述環(huán)狀縮醛包括1，3-二氧戊環(huán)、丙二醇縮甲醛和二乙二醇縮甲醛中的至少一種。

在其他一些實施例中，所述甲醛溶液包括40％～50％甲醛溶液和聚合度小于4的聚甲醛溶液中的至少一種。

在其他一些實施例中，所述引發(fā)劑包括三氟化硼和四氯化鈦中的至少一種。

在其他一些實施例中，所述環(huán)狀縮醛的質(zhì)量為所述甲醛溶液中的甲醛質(zhì)量的5％～8％。

在其他一些實施例中，所述環(huán)狀縮醛和所述甲醛溶液的質(zhì)量總和占所述第一濾渣的質(zhì)量的1.8％～2.5％。