一种用于钠离子电池的硫酸亚铁钠/石墨烯复合正极材料及其制备方法与流程

文档序号:12682350阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于钠离子电池的Na2Fe2(SO4)3/石墨烯复合正极材料,其特征在于,包括具有三维结构的还原氧化石墨烯,所述的还原氧化石墨烯表面原位复合有Na2Fe2(SO4)3

2.如权利要求1所述的用于钠离子电池的Na2Fe2(SO4)3/石墨烯复合正极材料,其特征在于,所述的复合正极材料的粒径为10~500nm;其中,还原氧化石墨烯的含量占所述的复合正极材料总质量的5%~40%。

3.如权利要求1~2任一项所述的用于钠离子电池的Na2Fe2(SO4)3/石墨烯复合正极材料的制备方法,其特征在于,将氧化石墨烯、钠源、硫源、亚铁盐分散在水中得悬浊液,所述的悬浊液在90~140℃下水热反应,对水热反应的产物进行固液分离、液氮淬冷、干燥得前驱体;所述的前驱体经焙烧处理制得所述的复合正极材料。

4.如权利要求3所述的所述的用于钠离子电池的Na2Fe2(SO4)3/石墨烯复合正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤(1):将氧化石墨烯分散在水中,随后再投加亚铁盐,搅拌分散得到混合液;

步骤(2):按Na∶Fe∶S的摩尔比为2~2.5∶2∶3~4向混合液中投加钠源、硫源,搅拌得悬浊液;所述的悬浊液在所述的温度下进行水热反应;反应结束后冷却,并固液分离得滤饼;

步骤(3):将步骤(2)得到的滤饼置于液氮溶液中,进行液氮淬冷处理,随后再冷冻干燥,得到具有3D形貌的前驱体;

步骤(4):所述的前驱体经烧结处理,制得所述的复合正极材料。

5.如权利要求3或4所述的用于钠离子电池的Na2Fe2(SO4)3/石墨烯复合正极材料的制备方法,其特征在于,所述的亚铁盐为包含亚铁阳离子的水溶性盐;所述的钠源为包含钠离子的水溶性盐;所述的硫源为以硫酸根为负离子的水溶性盐。

6.如权利要求5所述的用于钠离子电池的Na2Fe2(SO4)3/石墨烯复合正极材料的制备方法,其特征在于,所述亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸亚铁铵中的至少一种;所述的混合液中,亚铁盐的浓度为0.001~1mol/L。

7.如权利要求3或4所述的用于钠离子电池的Na2Fe2(SO4)3/石墨烯复合正极材料的制备方法,其特征在于,所述钠源为硝酸钠、硫酸钠、柠檬酸钠中的至少一种;所述硫源为硫酸钠、硫酸、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸高铁铵、硫酸亚铁铵中的至少一种。

8.如权利要求3或4所述的用于钠离子电池的Na2Fe2(SO4)3/石墨烯复合正极材料的制备方法,其特征在于,混合液中,氧化石墨烯的浓度为2~5mg/mL。

9.如权利要求3或4所述的用于钠离子电池的Na2Fe2(SO4)3/石墨烯复合正极材料的制备方法,其特征在于,烧结过程为:在惰性气氛,或还原/惰性混合气氛下,先在220~250℃烧结,随后再升温至320~370℃下烧结;烧结过程的升温速率为1~5℃/min。

10.如权利要求3或4所述的用于钠离子电池的Na2Fe2(SO4)3/石墨烯复合正极材料的制备方法,其特征在于,水热反应时间为12~48h。

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