钠离子电池聚阴离子正极材料
钠离子电池聚阴离子正极材料研磨
钠离子电池聚阴离子正极材料研磨钠离子电池是一种新型的电池技术，相比传统的锂离子电池具有更高的储能密度和更低的成本。
而正极材料是钠离子电池中的关键组成部分，对电池性能起着至关重要的作用。
为了提高钠离子电池的性能，研究人员开始关注聚阴离子正极材料的研磨技术。
聚阴离子正极材料是钠离子电池中的正极活性材料，其主要作用是嵌入和释放钠离子。
研磨是一种常用的材料加工方法，通过机械力的作用，使材料表面产生磨损和变形，从而改变其形状和性能。
在钠离子电池中，研磨聚阴离子正极材料可以提高其比表面积，增加钠离子的扩散速率，从而提高电池的能量密度和充放电性能。
研磨聚阴离子正极材料的方法有很多种，常见的有球磨、振荡磨和喷雾干燥等。
球磨是一种常用的研磨方法，通过将材料与磨料一起放入球磨罐中，在高速旋转的球磨罐中进行研磨，使材料受到磨料的撞击和磨擦，从而实现材料的研磨和混合。
振荡磨是一种以振荡器为动力源的研磨方法，通过振动器的振荡力使材料在研磨罐中进行摩擦和碰撞，达到研磨的目的。
喷雾干燥是一种将溶液或悬浮液通过喷雾器雾化成细小颗粒，然后经过热风干燥，使颗粒形成固态粉末的方法。
研磨聚阴离子正极材料可以改变材料的形貌和结构，增加材料的比表面积。
比表面积是指单位质量或单位体积内材料表面的面积，是衡量材料与电解质接触面积的重要指标。
比表面积越大，材料与电解质的接触面积越大，钠离子的扩散速率就越快。
因此，研磨聚阴离子正极材料可以提高钠离子的扩散速率，改善电池的充放电性能。
研磨也可以改变聚阴离子正极材料的晶体结构和电子导电性能。
晶体结构是指材料中原子或离子排列的有序性，对电池的性能有着重要影响。
研磨可以破坏材料的晶体结构，使其形成更小的晶粒或非晶态结构，从而改善材料的电导率和离子扩散性能。
电子导电性能是指材料对电子的导电能力，对电池的电流输出能力有着重要影响。
研磨聚阴离子正极材料可以增加其导电路径，提高电子的传导速率，从而提高电池的能量密度和功率密度。
钠离子电池聚阴离子型正极材料
钠离子电池聚阴离子型正极材料钠离子电池聚阴离子型正极材料，听起来好像是个很高端的科技名词，让人有点望而生畏。
但是，别担心，我今天就要给大家讲一讲这个东西到底是个什么玩意儿，以及它有什么神奇的作用。
我们来简单了解一下什么是电池。
电池就是一种可以把化学能转化成电能的装置。
有了电池，我们就可以随时随地给手机、平板电脑等电子设备充电了。
而且，电池还可以帮助我们驱动一些大功率的设备，比如电动汽车、太阳能发电系统等等。
那么，接下来我们就要说说钠离子电池聚阴离子型正极材料了。
这个东西主要是用来制造钠离子电池的正极部分的。
所谓正极，就是电池里面那个负责产生电能的部分。
而聚阴离子型正极材料，顾名思义，就是指这种材料产生的电荷是负离子。
那么，为什么我们要用聚阴离子型正极材料呢？这是因为聚阴离子型正极材料有以下几个优点：
1. 比传统的阳极材料更加稳定。
传统的阳极材料主要是由铅酸蓄电池使用的二氧化铅制成的。
但是，二氧化铅在高温下容易分解，导致电池性能下降。
而聚阴离子型正极材料则没有这个问题。
2. 能够提高电池的循环寿命。
循环寿命是指电池充放电多少次后性能下降的程度。
使用聚阴离子型正极材料的钠离子电池可以实现更高的循环寿命。
3. 可以提高电池的能量密度。
能量密度是指单位体积或重量内所储存的能量大小。
使用聚阴离子型正极材料的钠离子电池可以实现更高的能量密度，这样就可以让电池更加轻便、紧凑。
聚阴离子型正极材料是一种非常优秀的电池材料。
如果我们能够广泛应用它的话，相信未来的电子产品会变得更加轻便、高效、环保！。
聚阴离子型钠离子电池正极材料研究
摘要新型可再生能源如风能、太阳能、潮汐能等都具有间歇性和随机性的特点，往往不能满足实时、有效、稳定的能量供给需求，因此，发展高效便捷的储能技术已经成为各个国家的研究热点。
目前，锂离子电池占据了便携式移动电子设备的主要市场，而且在电动汽车、电力储能系统方面也有重要的应用。
随着锂离子电池的大规模应用，锂元素的需求量会越来越多，而地球上有限的锂资源无法满足我们日益增长的需求。
钠和锂位于同一主族，具有相似的物理和化学性质，而且钠元素在地壳中的储量丰富，提炼简单（海洋中含有大量的钠），因此，钠离子电池在未来化学电源应用中具有极大的优势。
本论文以Na3V2(PO4)3和Na2.4Fe1.8(SO4)3两种钠离子电池正极材料为研究对象，采用固相法制备了以壳聚糖为碳源包覆的Na3V2(PO4)3/C正极材料，并对其电化学性能进行了研究。
结果表明壳聚糖碳源能够在活性材料中形成一种导电网络，大大增加了Na3V2(PO4)3/C的导电性。
其中，理论碳源添加量30%的样品具有相对优越的电化学性能。
在1 C电流密度下，首圈放电比容量115.01 mAh g-1，循环200圈后，比容量仍有107.21 mAh g-1，容量保持率为93.2%；2 C电流密度下，首圈放电比容量92.74 mAh g-1，循环200圈后，比容量为79.02 mAh g-1，容量保持率为85.2%，循环性能稳定。
采用固相法合成了Na2.4Fe1.8(SO4)3正极材料，并利用导电聚合物PEDOT与Na2.4Fe1.8(SO4)3复合，合成了Na2.4Fe1.8(SO4)3/PEDOT复合材料，探索了导电聚合物(PEDOT)添加量对Na2.4Fe1.8(SO4)3/PEDOT电化学性能的影响。
结果表明：导电聚合物添加量40%的Na2.4Fe1.8(SO4)3/PEDOT正极材料，在0.05 C电流密度下放电比容量最高，达到118.1 mAh g-1。
聚阴离子钠电正极材料生产流程-概述说明以及解释
聚阴离子钠电正极材料生产流程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述聚阴离子钠电正极材料是一种新型的电池材料，其独特的特点和优势使其在能源存储领域备受关注。
本文将详细介绍聚阴离子钠电正极材料的生产流程，旨在为读者全面了解该材料的制备过程提供指导。
聚阴离子钠电正极材料具有高容量、优异的循环稳定性以及良好的可逆性能等特点，在可再生能源利用和电动车辆等领域有着广阔的应用前景。
本篇文章的结构如下：首先，我们将在引言部分对聚阴离子钠电正极材料进行概述，介绍其定义和特点。
接着，我们将详细介绍聚阴离子钠电正极材料的生产流程步骤，包括原料选择、制备方法、热处理等环节。
在此基础上，我们将探讨聚阴离子钠电正极材料的应用领域，包括能源存储、电动车辆、可再生能源利用等方面。
最后，在结论部分，我们将总结聚阴离子钠电正极材料的生产流程，展望其发展前景，并提出进一步研究的方向和建议。
通过阅读本文，读者将了解到聚阴离子钠电正极材料的定义、特点以及其在各个领域的应用。
同时，本文将为相关研究和生产人员提供有关该材料生产流程的详细信息，有助于进一步推动聚阴离子钠电正极材料的研究和应用。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文将按照以下结构对聚阴离子钠电正极材料的生产流程进行详细阐述：1）引言部分将对聚阴离子钠电正极材料进行概述，介绍其定义和特点，明确文章的目的。
2）正文部分将分为三个主要内容，首先，将详细探讨聚阴离子钠电正极材料的定义和特点，包括其优点和局限性，从而为后续的探究奠定基础。
其次，将系统介绍聚阴离子钠电正极材料的生产流程步骤，包括原材料准备、制备工艺、成型工艺等，以及相关的工艺参数和生产设备。
最后，将探讨聚阴离子钠电正极材料的应用领域，包括电动车辆、储能设备等，展示其在能源领域的广泛应用前景。
3）结论部分将在总结聚阴离子钠电正极材料的生产流程的基础上，对其发展前景进行展望，指出其在未来能源领域中的应用潜力。
同时，提出进一步深入研究该材料的方向和建议，以推动该领域的发展。
钠离子电池关键材料概述
钠离子电池关键材料概述钠离子电池关键材料包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜。
由于正极材料理论比容量相对较低，因此正极材料决定着电池的容量，负极材料则影响着电池的反应动力学性能，电解液直接关乎电池的稳定性和安全性，而隔膜的特性是在有效提高电池运行安全的同时降低燃爆风险。
因此，作为构筑高性能钠离子电池的关键，研究者需要针对上述4种材料进行深入研究，制备出具有优异电化学性能和良好商业应用前景的电池材料。
钠离子电池充放电过程与锂离子电池充放电过程中发生的反应相同，均为嵌入/脱出反应，即嵌质（Na+）在主体晶格（如Na3V2(PO4)3）中的嵌入/脱出。
因为骨架在嵌入和脱出的过程中，主体仅发生微小的结构重组，结构和组成都保持着完整性，反应被认为是局部规整的。
脱出量及主体的可逆嵌脱循环性能决定了二次电池的容量与循环寿命。
根据式（1-1），可计算得到材料的理论容量。
式中：C理论为理论比容量；n为嵌入锂的摩尔数；F为法拉第常数；M为物质的分子量。
理想的正极材料，应具有以下特性：（1）嵌入反应应具有大的吉布斯自由能，可使正极同负极之间保持一个较大的电势差，提供较高的电池电压。
（2）在一定范围内，钠离子嵌入反应的ΔG改变量较小，即钠离子嵌入量较大；电极电势对嵌入量的依赖性较小，以便保证电池有较高的电化学容量及较平稳的充放电电压。
（3）具有层状或大孔径隧道结构的晶体，钠离子在“层间”或“隧道”中应有较大的扩散系数和迁移系数，保证较大的扩散速率，并具有良好的电子导电性，以保证电池有较好的快速充放电性能。
（4）在钠离子嵌入/脱出过程中，正极材料具有较小的体积变化，以保证良好的循环可逆性，提高电池的循环性能。
（5）在要求的充放电电位范围，电极与电解质溶液相容性好，即电极/电解液界面具有良好的热稳定性、化学稳定性及电化学稳定性。
（6）价格低廉，在空气中储存性好，对环境无污染，质量轻。
目前典型的钠离子电池正极材料可大致分为两类。
钠离子储能电池正极材料的调控制备及性能研究
钠离子储能电池正极材料的调控制备及性能研究一、本文概述随着能源需求的持续增长和环境保护的迫切要求，高效、环保的储能技术已成为当前科研和工业领域的研究热点。
钠离子储能电池作为一种新型的二次电池，以其资源丰富、成本低廉、环境友好等优点，被认为是大规模储能领域的重要候选者。
钠离子储能电池在实际应用中仍面临正极材料性能不足、能量密度偏低等挑战。
研究钠离子储能电池正极材料的调控制备及其性能优化，对于推动钠离子储能电池的商业化进程具有重要意义。
本文旨在探讨钠离子储能电池正极材料的调控制备方法，分析其结构与性能之间的关系，并提出优化策略。
通过综述国内外相关文献，总结不同正极材料的制备技术和性能特点，揭示当前研究的热点和难点。
在此基础上，本研究将采用先进的材料制备技术，如溶胶凝胶法、高温固相法等，结合表征手段和电化学性能测试，深入探究正极材料的结构与性能之间的关系，为钠离子储能电池的进一步优化提供理论支撑和实践指导。
本文的研究内容主要包括以下几个方面：介绍钠离子储能电池的工作原理和正极材料的性能要求，为后续研究奠定基础综述不同正极材料的制备方法和性能特点，分析其优缺点接着，重点介绍本研究所采用的调控制备方法，包括材料配方设计、制备工艺优化等通过电化学性能测试和表征手段，评估所制备正极材料的性能，并提出改进策略。
本文的研究成果将为钠离子储能电池正极材料的优化和商业化应用提供有力支持，同时为推动新型储能技术的发展提供有益参考。
二、钠离子储能电池概述钠离子储能电池（Sodiumion batteries, SIBs）是近年来备受关注的一种新型储能技术。
其工作原理与锂离子电池（LIBs）类似，但使用钠离子（Na）替代锂离子（Li）作为电荷载体。
由于钠在地球上的储量丰富，价格相对较低，且钠离子电池的工作电压适中，使得钠离子储能电池在大规模储能领域具有巨大的应用潜力。
钠离子储能电池由正极、负极、电解液和隔膜等部分组成。
正极材料是决定电池性能的关键因素之一。
钠离子聚阴离子正极材料
钠离子聚阴离子正极材料
钠离子聚阴离子正极材料是新型锂离子电池中的一种重要材料。
锂离子电池已成为现代社会中不可或缺的能源存储装置，而钠离子聚阴离子正极材料作为锂离子电池的替代品，具有更高的能量密度和更低的成本，因此备受关注。
钠离子聚阴离子正极材料主要是由钠离子和聚阴离子组成的。
其中聚阴离子是一种由阴离子单元组成的高分子化合物，能够稳定地嵌入和释放钠离子。
相比于传统的锂离子电池正极材料，钠离子聚阴离子正极材料具有更高的离子扩散系数和更低的电极极化，因此具有更高的充放电效率和更长的循环寿命。
钠离子聚阴离子正极材料的研究重点主要集中在材料的合成和性能优化上。
常用的合成方法包括溶胶-凝胶法、高能球磨法、水热法等。
这些方法可以控制材料的粒径和晶体结构，从而优化其电化学性能。
钠离子聚阴离子正极材料的性能还受到其表面化学性质的影响。
目前，人们通过在材料表面引入各种官能团，如羧酸、酰胺等，来改善材料与电解质的相互作用，从而提高电池的循环寿命和能量密度。
钠离子聚阴离子正极材料具有很大的应用前景，在未来的能源存储领域中将会发挥重要作用。
随着人们对材料性能和制备工艺的深入了解，钠离子聚阴离子正极材料的性能将会不断提高，为锂离子电池的替代品提供更好的选择。
钠离子电池聚阴离子型正极材料
钠离子电池聚阴离子型正极材料1. 钠离子电池的崛起钠离子电池，这个名字听起来是不是有点拗口？别担心，咱们一块儿来聊聊这个新兴的电池技术，看看它怎么在能源领域闯出一片天。
首先，钠离子电池和我们平常用的锂离子电池一样，都是用来储存和释放电能的。
只不过，钠离子电池里的“主角”是钠，而锂离子电池里的主角是锂。
钠，这个元素在地球上的含量可是相当丰富的，相比之下，锂就显得有点“稀罕”了。
因此，钠离子电池的成本自然也就更低了些。
那这钠离子电池到底有啥好处呢？首先，钠离子电池的原材料比较丰富，这就像是吃饭时可以随便挑菜，不用担心缺货的情况。
钠离子电池还具有较高的安全性，不容易爆炸，这就像是家里那台安全耐用的电饭煲，不用担心做饭时“炸锅”的尴尬。
2. 聚阴离子型正极材料的魔法接下来，我们得聊聊钠离子电池里一个非常重要的部分——聚阴离子型正极材料。
听起来这名字就有点吓人，其实它就是电池里一个关键的“助手”，帮助电池储存和释放能量。
简单来说，聚阴离子型正极材料就像是电池的“超级英雄”，负责把钠离子“收集”起来，等到需要用电的时候再“释放”出来。
聚阴离子型正极材料的工作原理其实很简单，就像是我们把水装进水壶里，想用的时候再打开水壶，水就会流出来。
聚阴离子型正极材料能有效地“接纳”钠离子，并且在充电和放电过程中表现得非常稳定。
这就像是你去朋友家做客，朋友给你安排了舒适的沙发，你可以随意坐下休息，等到需要离开时，朋友也会热情地送你出门。
2.1 材料的特性和优势那么，什么样的材料才能当上这个“超级英雄”呢？首先，聚阴离子型正极材料得有足够的“空间”来容纳钠离子。
这就好比你搬家时需要一个足够大的房子，才能把所有的家具都放进去。
材料的结构也需要非常稳定，这样才能经受住充放电的考验，不至于“崩溃”。
再就是，这些材料的电化学性能也得过得去，才能在实际使用中表现得出色。
这种材料的优势不止于此。
因为钠离子电池的正极材料具有高能量密度和优良的循环寿命，使用这些材料的电池就能更耐用，充电也更快。
钠离子电池正极材料简介
钠离子电池的正负极材料的研究和开发逐渐成为国际能源 研究的热点课题，并在近年来取得了巨大的进步。
革命尚未成功，未来的研发中要优化设计，加强对钠离子 电池不同体系的材料相互匹配的研究，以实现优势互补， 从而加快钠离子电池开发和应用的步伐。
Volta发明 “伏打电池”
200 years
钠离子电池
2.钠离子电池
钠离子电池简介 钠离子电池实际上是一种浓差电池，正负极由两种不同
的钠离子嵌入化合物组成。充电时，Na+从正极脱嵌经过电解 质嵌入负极，负极处于富钠态，正极处于贫钠态，同时电子的 补偿电荷经外电路供给到负极，保证正负极电荷平衡。放电时 则相反，Na+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于处 于富钠态。
钠离子电池工作原理示意图
中科院物理所的钠离子电池
2.钠离子电池
理论能量密度为180Wh/kg（基于正负极活材料的质量计算）
钠离子电池 电极材料
3.钠离子电池电极材料
钠离子电池体系的关键技术
钠离子电池主要由正极、负极和电解液组成。其中，正、负 极材料是电池的核心部件，其性能直接决定了电池的电化学性能， 因而，开发性能优异、价格低廉的钠离子电池正负极材料将成为 今后的研究重点。
几种重要的钠离子电池正、负极材料的容量和电压值
3.钠离子电池电极材料
钠离子电池正极材料的关键技术
作为钠离子电池关键部件之一的正极材料应该满足下列要求： ①较高的氧化还原电位，且电位受材料嵌钠量的影响较小；②具有较高的比容量； ③有足够的离子扩散通道，确保钠离子快速嵌入和脱出； ④有较高的电化学反应活性； ⑤良好的结构稳定性和电化学稳定性； ⑥应具有制备工艺简单、资源丰富以及环境友好等特点。
钠离子电池正极材料的研究现状
钠离子电池正极材料的研究现状方学舟，吕景文，郑涛，郭艳艳*(长春理工大学材料科学与工程学院，吉林长春130000 )摘要：综述钠离子电池正极材料的研究现状，主要包括过渡金属氧化物材料、聚阴离子化合物材料和普鲁士蓝类化合物材料等晶态材料，非晶态FePO 4 ,V 2O 5-P 2O 5体系玻璃等非晶态材料。
总结离子掺杂、碳包覆等手段对于提高材料导电性、增强电化学性能方面的研究进展。
关键词：钠离子电池；正极材料；非晶态；晶态中图分类号:TM912.9 文献标志码：A 文章编号：1001-1579( 2021) 02-0201-04Research status quo of cathode materials for sodium ion batteryFANG Xue-zhou,LYU Jing-wen ,ZHENG Tao,GUO Yan-yan *(School of Materials Science and Engineering , Changchun University of Science and Technology , Changchun , Jilin 130000, China )Abstract :The research status quo of cathode materials for sodium ion battery was summarized ，including crystalline materials suchas transition metal oxides ,polyanion compounds and prussian blue compound ,amorphous materials such as crystalline FePO q ,V 205-P 2O 5 glass. The research progress in ion doping , carbon coating on improving the conductivity and enhancing the electrochemicalperformance of materials was summarized.Key words :sodium ion battery; cathode material; amorphous; crystalline锂离子电池是电子设备和电动汽车领域的主要储能器件。
钠离子电池聚阴离子正极材料
钠离子电池聚阴离子正极材料一、引言钠离子电池是一种新型的能量存储技术，具有高能量密度、低成本、资源丰富等优点，被广泛应用于电动汽车、储能系统等领域。
其中，正极材料是钠离子电池中最为关键的部分之一，其性能直接影响着电池的性能和使用寿命。
本文将重点介绍钠离子电池中的聚阴离子正极材料。
二、聚阴离子正极材料的概念和特点聚阴离子正极材料是指由多个负电荷团簇组成的高分子化合物，其具有以下特点：1. 高比容量：聚阴离子正极材料可以实现高比容量的同时保持较好的循环稳定性。
2. 良好的循环性能：聚阴离子正极材料可以实现长周期稳定循环。
3. 良好的热稳定性：聚阴离子正极材料在高温下不易发生分解反应。
4. 低成本：与传统钠盐类正极材料相比，聚阴离子正极材料具有更低的成本。
三、聚阴离子正极材料的种类目前，常见的聚阴离子正极材料主要包括以下几种：1. 聚苯酞：聚苯酞是一种高分子化合物，其具有良好的电化学性能和稳定性，可以作为钠离子电池中的正极材料。
2. 聚乙烯醇：聚乙烯醇是一种亲水性高分子化合物，其在钠离子电池中可以实现高比容量和长周期稳定循环。
3. 聚丙烯腈：聚丙烯腈是一种常用的工程塑料，其在钠离子电池中可以实现高比容量和良好的循环性能。
4. 聚咔唑：聚咔唑是一种新型高分子材料，其在钠离子电池中具有较高的比容量和良好的循环性能。
四、聚阴离子正极材料的优缺点1. 优点：（1）高比容量：相对于传统钠盐类正极材料，聚阴离子正极材料具有更高的比容量。
（2）良好的循环性能：聚阴离子正极材料可以实现长周期稳定循环。
（3）低成本：与传统钠盐类正极材料相比，聚阴离子正极材料具有更低的成本。
2. 缺点：（1）目前聚阴离子正极材料的研究还处于起步阶段，其性能和稳定性有待进一步提高和完善。
（2）目前聚阴离子正极材料的商业应用还较为有限。
五、聚阴离子正极材料的发展趋势1. 提高比容量：未来聚阴离子正极材料将会进一步提高其比容量，以满足电动汽车等领域对高能量密度电池的需求。
钠电池正极材料
放电原理图
Na-O2电池首次充放电曲线
含钠金属阳极在钠的熔点（98℃ ）下运行电池 Na-O2电池在放电电位在2.9 V和 1.8 V之间时展现出充电的潜能。 当放电电位处在2.3-2.4 V之间时 ，对于此Na-O2电池低放电电压传 达出一个动能超电势的问题，这可 能是由于高分子电解质造成的。
Z. L. Jian 等对Nasicon型Na3V2( PO4)3进行碳包覆并组装成电池。碳包覆后
的Na3V2( PO4)3拥有3. 4 V 和1. 6 V 两个电压平台，对应V4+/V3+和V3+/V2+的 两个氧化还原电位。 以0. 05 C 在2. 7 ～3. 8 V 循环，首次放电比容量为93. 0 mAh /g，第10 次循环时仍有91. 8 mAh /g，1. 00 C 时，首次放电比容量只有29. 0mAh /g; 以0. 025 C 在1. 0 ～ 3. 0 V 循环，首次放电比容量为66. 3 mAh /g 。第50 次循环时保持在59. 0 mAh /g。 Q. Sun等用射频磁控溅射法制备Fe2( MoO4)3薄膜，并组装Fe2( MoO4)3薄膜/Na 电池。该薄膜材料以1 C 在1. 5 ～ 3. 5 V循环，首次放电比容量为94 mAh /g。
3
NaFeSO4F中钠 离子可从结构中 移出的可逆脱出 最小至10%。
Nasicon 型
J. B. Goodenough 等合成了具有三维骨架结构的Na+导体Na3Zr2
Si2PO12 ，称为Nasicon。在n 结构中，八面体和四面体的阳离子可以被多种离 子所取代，而取代化合物被统称为Nasicon 型钠离子导体。
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钠离子电池正极材料
一种聚阴离子型钠离子电池正极材料及其制备方法[发明专利]
![一种聚阴离子型钠离子电池正极材料及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c43c0b4200f69e3143323968011ca300a6c3f63e.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710035232.4(22)申请日 2017.01.17(71)申请人 东莞市迈科新能源有限公司地址 523000 广东省东莞市大朗镇美景大道西1888号迈科工业园1号厂房申请人 东莞市迈科科技有限公司 东莞市迈科锂离子电池工业节能技术研究院(72)发明人 侴术雷 陈明哲 黄云辉 张新河 窦士学 常嵩 汤春微 (74)专利代理机构 深圳市智圈知识产权代理事务所(普通合伙) 44351代理人 韩绍君(51)Int.Cl.H01M 4/36(2006.01)H01M 4/58(2010.01)H01M 4/62(2006.01)H01M 10/054(2010.01)(54)发明名称一种聚阴离子型钠离子电池正极材料及其制备方法(57)摘要本发明属于钠离子电池技术领域，尤其涉及一种聚阴离子型钠离子电池正极材料，正极材料包括核层材料和包覆于核层材料表面的壳层材料，核层材料为化学式为Na 4-βFe 2+β/2(P 2O 7)2的聚阴离子型焦磷酸铁钠，其中，2/3≤β≤7/8，壳层材料为碳。
相对于现有技术，本发明提供的正极材料具有稳定的3.0V放电平台，电化学性能优异，循环性能优异，倍率性能较高，热稳定性优异，是一种极具前景的新一代钠离子电池正极材料，同时应用Fe元素作为氧化还原离子，价格极其低廉，因此其生产成本可大大降低。
而且，通过在聚阴离子型焦磷酸铁钠的表面包覆碳层可以明显提高该材料的电子电导率，有效克服聚阴离子型钠离子电池正极材料具有相对较低的电子电导率的缺陷。
权利要求书1页 说明书7页 附图8页CN 106784727 A 2017.05.31C N 106784727A1.一种聚阴离子型钠离子电池正极材料，其特征在于：所述正极材料包括核层材料和包覆于所述核层材料表面的壳层材料，所述核层材料为化学式为Na 4-βFe 2+β/2(P 2O 7)2的聚阴离子型焦磷酸铁钠，其中，2/3≤β≤7/8，所述壳层材料为碳。
钠离子电池正极材料综述
钠离子电池正极材料综述理想的正极材料应具有高容量、合适的工作电压、高功率密度、足够的电子/离子电导率以及高化学/环境稳定性等优点。
为了保证SIB的稳定性和安全性，商用正极材料还应具有环境影响小、制备容易、原料丰富、热稳定性高等优点。
目前，研究人员已经开发出各种类型的正极材料，包括聚阴离子化合物、普鲁士蓝类似物、有机化合物和过渡金属氧化物。
聚阴离子化合物由于其稳定的框架结构，聚阴离子化合物被认为是先进SIB极具发展前景的正极材料。
聚阴离子化合物通过阴离子基团共价连接并且通常提供三维Na离子扩散通道。
与层状氧化物相比，3D框架结构可以有效缓解结构重排，抑制Na+插入/脱出过程中氧(O)的溶解，从而具有良好的可循环性和热稳定性。
然而，由于其独特的结构，这些正极材料具有低导电性。
因此，为了改善本质上较低的电子导电性，人们提出了导电碳(C)涂层、纳米结构设计和元素掺杂等方法。
一般认为，高导电性的C层涂层是提高磷酸钒钠NVP电化学性能最有效的材料。
这些材料的使用增强了循环稳定性和倍率性能，因为引入的C涂层不仅增加了电子导电性，而且还充当缓冲层，防止活性材料受到破坏。
综上所述，具有高结构稳定性的聚阴离子化合物被认为是潜在的商用正极材料，但需要进一步优化组分设计和合成方法，以降低生产成本和增加体积能量密度。
层状氧化物过渡金属氧化物由于其高比容量，易于合成和良好的电化学性能而被认为是SIB极有前途的正极材料。
根据Na离子的配位环境(三角棱柱位或八面体位)和重复堆叠单元中，Na层状氧化物主要分为P2(ABBA氧化物离子堆叠)和O3 (ABCABC 氧化物离子堆叠)两种类型。
在较窄的电压窗内， P2相正极材料通常表现出优异的循环稳定性，但在较宽的电压范围内，其容量衰减速度很快。
P2型正极在较宽的电位窗内的不稳定性主要源于在4.2 V时，严重相变(P2到O2结构)和TM离子在低电压下的溶解。
更重要的是，由于P2型正极材料的Na含量较低，它们普遍表现出较低的首电荷容量和异常的ICE，极大地阻碍了Na满电池的大规模应用。
钠离子电池的组成
钠离子电池的组成钠离子电池是一种新型的高性能电池，它将钠离子作为电荷的载体，具有较高的能量密度和较长的循环寿命。
钠离子电池的组成主要包括正极材料、负极材料、电解质和隔膜。
正极材料是钠离子电池中的重要组成部分，它负责储存和释放钠离子。
目前常用的正极材料有钠离子插层材料、钠离子合金材料和钠离子多价材料。
钠离子插层材料是指可以插入和脱出钠离子的材料，如钠离子插层氧化物和钠离子插层磷酸盐。
钠离子合金材料是指可以与钠形成合金的材料，如钠金属和钠合金。
钠离子多价材料是指可以通过氧化还原反应实现钠离子的多价变化的材料，如钠离子多价过渡金属氧化物。
这些正极材料具有较高的容量和较好的循环性能，是钠离子电池的重要组成部分。
负极材料是钠离子电池中的另一个重要组成部分，它负责存储和释放钠离子的电极。
目前常用的负极材料有碳材料、金属钠和钠合金。
碳材料是一种优良的负极材料，具有较高的钠离子嵌入和脱出能力。
金属钠是一种常用的负极材料，具有较高的电导率和较好的循环性能。
钠合金是一种新型的负极材料，可以提高钠离子电池的能量密度和循环寿命。
电解质是钠离子电池中起到传递离子的作用的重要组成部分。
目前常用的电解质有有机电解质和无机电解质。
有机电解质是指由有机溶剂和钠盐组成的电解质，具有较高的离子传导性能和较好的稳定性。
无机电解质是指由无机盐和溶剂组成的电解质，具有较高的离子传导性能和较好的热稳定性。
电解质的选择对钠离子电池的性能和安全性有着重要影响。
隔膜是钠离子电池中的另一个重要组成部分，它起到隔离正极和负极的作用，防止钠离子和电子的直接接触。
目前常用的隔膜有聚合物隔膜和陶瓷隔膜。
聚合物隔膜具有较高的离子传导性能和较好的机械性能，但在高温下容易失效。
陶瓷隔膜具有较高的热稳定性和较好的机械性能，但离子传导性能较差。
隔膜的选择对钠离子电池的循环寿命和安全性有着重要影响。
钠离子电池的组成主要包括正极材料、负极材料、电解质和隔膜。
正极材料负责储存和释放钠离子，负极材料负责存储和释放钠离子的电极，电解质起到传递离子的作用，隔膜起到隔离正极和负极的作用。
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钠离子电池聚阴离子正极材料
一、引言
钠离子电池作为一种新兴的可持续能源存储技术，具有高安全性、低成本和环境友好等优势，逐渐引起了人们的关注。
其中，聚阴离子正极材料作为钠离子电池中的重要组成部分，起到了储存和释放钠离子的关键作用。
本文将围绕钠离子电池聚阴离子正极材料展开详细讨论。
二、聚阴离子正极材料的定义
聚阴离子正极材料是一种可以嵌入和释放钠离子的材料，其结构中含有能够与钠离子发生相互作用的阴离子基团。
聚阴离子正极材料通常具有较高的电化学活性，可实现高容量的钠离子储存。
三、常见的聚阴离子正极材料
1. 多孔碳材料
多孔碳材料是一类常见的聚阴离子正极材料，其具有孔隙结构和较大的比表面积，能够提供更多的钠离子嵌入位点。
多孔碳材料还具有优良的导电性和稳定性，使其成为钠离子电池中的理想正极材料之一。
2. 过渡金属氧化物
过渡金属氧化物，如钴酸盐、锰酸盐和铁酸盐等，也被广泛应用于钠离子电池的聚阴离子正极材料中。
这些材料通过过渡金属与钠离子之间的相互作用，实现了高容量和高循环稳定性。
3. 多元复合材料
多元复合材料是一种由不同材料组成的复合结构，通过结合不同材料的优点，实现了对钠离子储存性能的进一步提升。
例如，将多孔碳材料和过渡金属氧化物相结合，可以同时发挥两者的优势，提高钠离子电池的性能。
四、聚阴离子正极材料的性能优化
1. 提高材料的导电性
导电性是影响聚阴离子正极材料性能的重要因素之一。
通过引入导电性较高的添加剂或改变材料的结构，可以提高材料的导电性能，降低电池的内阻。
2. 优化材料的孔隙结构
聚阴离子正极材料的孔隙结构直接影响着钠离子的嵌入和释放速度。
优化材料的孔隙结构，可以提高钠离子的扩散速率和电池的倍率性能。
3. 提高材料的循环稳定性
聚阴离子正极材料的循环稳定性对于电池的寿命和可靠性至关重要。
通过改变材料的结构或添加表面保护层，可以提高材料的循环稳定性，延长电池的使用寿命。
4. 降低材料的成本
降低聚阴离子正极材料的成本是推动钠离子电池商业化的重要因素之一。
通过改进材料的制备工艺和选择低成本原料，可以降低材料的制备成本，提高钠离子电池的竞争力。
五、结论
聚阴离子正极材料在钠离子电池中扮演着至关重要的角色，其性能的优化将直接影响钠离子电池的性能和商业化进程。
未来，我们可以通过进一步研究和创新，开发出更具活性、导电性和稳定性的聚阴离子正极材料，推动钠离子电池技术的发展和应用。