本發(fā)明涉及一種鈉離子電池正極材料，具體涉及一種氟化硅酸鐵鈉正極材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，主流的鈉離子電池正極材料可以分為層狀氧化物型、聚陰離子型和普魯士化合物型。其中，傳統(tǒng)的聚陰離子型鈉離子電池正極材料如磷酸鐵鈉、磷酸釩鈉和硫酸鐵鈉，放電比容量一般在100-150mah/g，能量密度較低。聚陰離子型硅酸鐵鈉正極材料的理論比容量高達(dá)276mah/g，能量密度可提升的空間提升非?？捎^。但由于其相關(guān)研究較少、制備工藝不成熟，其放電性能尚未沒有得到充分的開發(fā)，制約了其產(chǎn)業(yè)化推廣

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種氟化硅酸鐵鈉正極材料及其制備方法，提供的氟化硅酸鐵鈉正極材料，放電容量接近理論比容量的同時保持著良好的循環(huán)穩(wěn)定性，具備優(yōu)異的電化學(xué)性能。

2、本發(fā)明氟化硅酸鐵鈉正極材料及其制備方法是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，具體包括以下步驟：

3、s1、按化學(xué)計量比將有機(jī)酸、鈉源、鐵源、硅源和碳源分散到蒸餾水中制成溶液；

4、s2、往上述溶液中加入一定量的氟化鈉溶液，高速攪拌一段時間；

5、s3、將攪拌后的溶液進(jìn)行噴霧干燥，得到前驅(qū)體粉末；

6、s4、前驅(qū)體粉末在氣氛保護(hù)下煅燒，然后粉碎得到氟化硅酸鐵鈉正極材料。

7、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在s1中，有機(jī)酸至少包括乙酸、草酸、檸檬酸的一種或多種。

8、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在s1中，cooh：na：fe：si的化學(xué)計量比＝1：1～2：1：1。

9、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在s1中，鈉源至少包括碳酸鈉、氫氧化鈉、乙酸鈉、檸檬酸鈉的一種或多種；且氟化鈉的添加量占鈉源總添加量的10％～50％。

10、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在s1中，鐵源至少包括草酸亞鐵、硫酸亞鐵、硝酸亞鐵、氯化亞鐵的一種或多種。

11、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在s1中，硅源至少包括正硅酸、正硅酸乙酯、正硅酸四乙酯的一種或多種；

12、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在s1中，碳源至少包括葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇、碳納米管的一種或多種；且碳源的添加量在5～20wt％。

13、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在s3中，噴霧干燥的進(jìn)口溫度在200～300℃，出口溫度在85～100℃；

14、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在s4中，氣氛至少包括n2、ar、co、h2的一種或多種；且煅燒溫度范圍在300～600℃，煅燒時間在5～10h。

15、本發(fā)明的一種氟化硅酸鐵鈉正極材料，氟化硅酸鐵鈉正極材料由氟化硅酸鐵鈉正極材料的制備方法制得。

16、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過引入氟元素對硅酸鐵鈉進(jìn)行摻雜，拓寬硅酸鐵鈉的離子擴(kuò)散通道，提高硅酸鐵鈉的離子電導(dǎo)率，并采用原位碳包覆的改性手段改善其電子電導(dǎo)率，降低材料的內(nèi)阻，從而確保材料的放電容量可以得到充分的發(fā)揮。

技術(shù)特征：

1.一種氟化硅酸鐵鈉正極材料的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化硅酸鐵鈉正極材料的制備方法，其特征在于：在s1中，有機(jī)酸至少包括乙酸、草酸、檸檬酸的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化硅酸鐵鈉正極材料的制備方法，其特征在于：在s1中，cooh：na：fe：si的化學(xué)計量比＝1：1～2：1：1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化硅酸鐵鈉正極材料的制備方法，其特征在于：在s1中，鈉源至少包括碳酸鈉、氫氧化鈉、乙酸鈉、檸檬酸鈉的一種或多種；且氟化鈉的添加量占鈉源總添加量的10％～50％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化硅酸鐵鈉正極材料的制備方法，其特征在于：在s1中，鐵源至少包括草酸亞鐵、硫酸亞鐵、硝酸亞鐵、氯化亞鐵的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化硅酸鐵鈉正極材料的制備方法，其特征在于：在s1中，硅源至少包括正硅酸、正硅酸乙酯、正硅酸四乙酯的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化硅酸鐵鈉正極材料的制備方法，其特征在于：在s1中，碳源至少包括葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇、碳納米管的一種或多種；且碳源的添加量在5～20wt％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化硅酸鐵鈉正極材料的制備方法，其特征在于：所述s3中，噴霧干燥的進(jìn)口溫度在200～300℃，出口溫度在85～100℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟化硅酸鐵鈉正極材料的制備方法，其特征在于：所述s4中，氣氛至少包括n2、ar、co、h2的一種或多種；且煅燒溫度范圍在300～600℃，煅燒時間在5～10h。

10.一種氟化硅酸鐵鈉正極材料，其特征在于：所述氟化硅酸鐵鈉正極材料由權(quán)利要求1至9中任一項所述的制備方法制得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種氟化硅酸鐵鈉正極材料及其制備方法，將按化學(xué)計量比將有機(jī)酸、鈉源、鐵源、硅源和碳源溶解于蒸餾水中，然后加入氟化鈉溶液，高速攪拌一段時間后進(jìn)行噴霧干燥，干燥得到的粉末在氣氛保護(hù)下煅燒，然后粉碎得到氟化硅酸鐵鈉正極材料。本發(fā)明通過引入氟元素對硅酸鐵鈉進(jìn)行摻雜，拓寬硅酸鐵鈉的離子擴(kuò)散通道，提高硅酸鐵鈉的離子電導(dǎo)率，并采用原位碳包覆的改性手段改善其電子電導(dǎo)率，降低材料的內(nèi)阻，從而確保材料的放電容量可以得到充分的發(fā)揮。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭金龍,胡志平,董霞,徐明,胡家旺,樓楊帆
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東陽瑞揚(yáng)新能源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10