本申請涉及電池正極材料，更具體地，涉及一種普魯士藍(lán)納米材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著社會的不斷進(jìn)步，能源在人類發(fā)展過程中扮演著越來越重要的角色。然而過去數(shù)十年來對煤、石油、天然氣等不可再生能源的過度消耗使得其儲量大幅下降，并且?guī)砹遂F霾、土壤污染等一系列環(huán)境問題。因此，開發(fā)利用新的綠色可再生能源備受關(guān)注。但風(fēng)能、潮汐能、太陽能等清潔能源受地理因素和自然條件的限制較多，且具有一定時效性，故而人們對儲能技術(shù)尤其是電化學(xué)儲能技術(shù)提出了更高的要求。近年來鋰離子電池發(fā)展迅猛，在動力電池、電化學(xué)儲能領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，然而由于地殼中鋰資源分布不均、豐度較低使得鋰離子電池成本較高，不利于其在電化學(xué)儲能領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。相對而言，鈉在地殼中含量豐富，且分布廣泛，價格低廉，因此鈉離子電池被視作鋰離子電池最有前景的替代品。

2、鈉和鋰同屬第ⅰa族，離子電池工作原理類似，但鈉離子半徑比鋰離子大，鈉離子在晶格內(nèi)擴(kuò)散難度更大，嵌入脫出過程引起體積形變更為嚴(yán)重，因此適合鋰離子電池的電極材料未必適用于鈉離子電池，開發(fā)能供鈉離子快速遷移的的電極材料至關(guān)重要。目前常用的鈉離子電池正極材料有普魯士藍(lán)類似物、層狀氧化物、聚陰離子化合物等。普魯士藍(lán)類似物以其開放的三維網(wǎng)絡(luò)框架、豐富的氧化還原位點備受關(guān)注。且其原料易得，合成條件溫和，有大規(guī)模合成的潛力。液相法是合成該類材料的主要途徑之一，但其較大的溶度積常數(shù)造成反應(yīng)時結(jié)晶過快，納米顆粒常常發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，不利于鈉離子的快速傳導(dǎo)，造成電化學(xué)性能的下降。研究者發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)體系中添加螯合劑、表面活性劑等方法能一定程度上抑制反應(yīng)速率，改善團(tuán)聚現(xiàn)象，但是效果較為有限。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、提供了本申請以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷。需要一種普魯士藍(lán)納米材料及其制備方法和應(yīng)用，解決目前的制備普魯士藍(lán)納米材料的方法得到的普魯士藍(lán)納米材料分散性不好，團(tuán)聚較多，導(dǎo)致在鈉離子電池的應(yīng)用中，不利于鈉離子的快速傳導(dǎo)，造成電化學(xué)性能的下降的問題。

2、本申請第一方面，提供了一種普魯士藍(lán)納米材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：溶液a、溶液b分別滴入溶液c中后得到混合溶液，混合溶液經(jīng)過老化的過程中，向老化后的混合溶液中加入弱酸，進(jìn)行表面處理后，得到普魯士藍(lán)納米材料，其中溶液a包括鐵源、絡(luò)合劑、還原劑和水，所述溶液b包括亞鐵氰化鈉和水，所述溶液c包括氯化鈉、表面活性劑和水。

3、本申請第二方面，提供了本申請任一實施例的制備方法得到的普魯士藍(lán)納米材料，所述普魯士藍(lán)納米材料為類球形的顆粒，顆粒的粒徑為5-8μm。

4、本申請第三方面，提供了本申請任一實施例的制備方法或本申請任一實施例的普魯士藍(lán)納米材料在電池正極材料中的應(yīng)用。

5、本申請各個實施例提供的普魯士藍(lán)納米材料及其制備方法和應(yīng)用，將原料分為三個獨立的溶液，溶液c中只包含氯化鈉、表面活性劑，溶液a包括鐵源、絡(luò)合劑、還原劑和水，所述溶液b包括亞鐵氰化鈉和水，溶液a包括鐵源、絡(luò)合劑、還原劑和水，所述溶液b包括亞鐵氰化鈉和水，采用滴入的方式，將溶液a和溶液b加入到溶液c中，反應(yīng)后再進(jìn)行酸處理，得到的普魯士藍(lán)納米材料具有尺寸均一，分散性好的優(yōu)點，有利于在鈉電池中發(fā)揮較好的倍率充放電性能。

技術(shù)特征：

1.一種普魯士藍(lán)納米材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：溶液a、溶液b分別滴入溶液c中后得到混合溶液，混合溶液經(jīng)過老化的過程中，向老化后的混合溶液中加入弱酸，進(jìn)行表面處理后，得到普魯士藍(lán)納米材料，其中溶液a包括鐵源、絡(luò)合劑、還原劑和水，所述溶液b包括亞鐵氰化鈉和水，所述溶液c包括氯化鈉、表面活性劑和水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，溶液a、溶液b滴入溶液c的滴加速度分別為10-30ml/h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，老化的時間為10-30h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，加入弱酸后的表面處理時間為30-120min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，弱酸與混合溶液的質(zhì)量體積比為0.3-2.4?g:?100?ml。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述溶液b中亞鐵氰化鈉的濃度為0.01?mol/l?~?0.1?mol/l。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述溶液c中氯化鈉的濃度為0.2mol/l?~?1?mol/l；表面活性劑的濃度為20-40g/l。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述溶液a中鐵鹽的濃度為0.01?mol/l?~?0.1?mol/l。

9.權(quán)利要求1-8任一項所述的制備方法得到的普魯士藍(lán)納米材料，所述普魯士藍(lán)納米材料為類球形的顆粒，顆粒的粒徑為5-8?μm。

10.權(quán)利要求1-8任一項所述的制備方法或權(quán)利要求9所述的普魯士藍(lán)納米材料在電池正極材料中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本申請實施例涉及一種普魯士藍(lán)納米材料及其制備方法和應(yīng)用，所述制備方法包括：溶液A、溶液B分別滴入溶液C中后得到混合溶液，混合溶液經(jīng)過老化的過程中，向老化后的混合溶液中加入弱酸，進(jìn)行表面處理后，得到普魯士藍(lán)納米材料，其中溶液A包括鐵源、絡(luò)合劑、還原劑和水，所述溶液B包括亞鐵氰化鈉和水，所述溶液C包括氯化鈉、表面活性劑和水，本申請的制備方法得到的普魯士藍(lán)納米材料具有尺寸均一，分散性好的優(yōu)點，有利于在鈉電池中發(fā)揮較好的倍率充放電性能。

技術(shù)研發(fā)人員：宋柏,周玉林,程新群,王陽明,謝冰星,杜春雨,陳猛,單輝,岳鵬,任永鋒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆宇電源股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9