[发明专利]一种钠离子电池用多孔蜂窝状Cu3

说明书

本发明提供了一种钠离子电池用多孔蜂窝状Cu₃(PO₄)₂/Cu₂P₂O₇复合材料的制备方法，包括：1）将可溶性磷酸盐溶解于去离子水中，制成浓度为0.2~0.4mg/mL的磷酸盐溶液；2）以氧化铜、可溶性磷酸盐质量比1:1~3，向磷酸盐溶液中加入计量好的氧化铜，分散均匀后，干燥混合液；3）充分研磨；4）将步骤3）产物均匀分散在反应器内，置于750~900℃，惰性气氛保护下反应3~5h；5）待反应器内环境温度降至500℃时，停止保护气流，关闭气路，使反应器完全密闭，自然降温。本发明所采用的原料环境友好且廉价，通过溶解再结晶的方式得到混合均匀的混合物，避免了球磨过程带来的高能耗、原料易团聚等缺点。

技术领域

本发明属于电池正极材料技术领域，具体涉及一种钠离子电池用多孔蜂窝状Cu₃(PO₄)₂/Cu₂P₂O₇复合材料的制备方法。

背景技术

随着锂离子的成功商业化，钠离子电池的研究也逐渐受到大家的关注。钠离子与锂离子属于同一主族，具有相似的理化性质，且钠离子丰度更高、分布更广泛，因此在二次能源领域拥有更好的市场潜力与应用价值。钠离子电池正极材料中，聚阴离子化合物由于其结构多样性和稳定性、阴离子诱导效应等，而具有良好的电化学稳定性。据报道，磷酸铜作为聚阴离子化合物型钠离子电池正极材料，其理论比容量高达423 mAh·g^-1。本发明主要涉及一种钠离子电池用多孔蜂窝状Cu₃(PO₄)₂/Cu₂P₂O₇复合材料的制备方法。

发明内容

为了满足上述需求，本发明的目的是提供一种钠离子电池用多孔蜂窝状Cu₃(PO₄)₂/Cu₂P₂O₇复合材料的制备方法。本发明制备材料为磷酸铜与焦磷酸铜的复合材料，其化学式为Cu₃(PO₄)₂/Cu₂P₂O₇。为得到多孔状的材料，本发明通过在固相烧结过程中，真空管式炉降温阶段停止氩气的通入，而得到多孔蜂窝状的Cu₃(PO₄)₂/Cu₂P₂O₇复合材料。与现有技术相比，本发明制备工艺简单且新颖，且原料来源广泛，具有一定的经济效益。

本发明所采用的技术方案是：一种钠离子电池用多孔蜂窝状Cu₃(PO₄)₂/Cu₂P₂O₇复合材料的制备方法，具体步骤包括：

1）以质量比为1:1 - 1:3的比例称取氧化铜与可溶性磷酸盐（磷酸二氢铵、磷酸二氢钠或磷酸二氢钾），首先将可溶性磷酸盐溶解于一定量的去离子水中，在磁力搅拌器上搅拌0.5 - 2 h，得到浓度为0.2 mg/mL - 0.4 mg/mL的溶液，记为A；

2）将一定量的氧化铜加入溶液A中，超声30 - 120 min，后将两者的混合溶液倒入干净的烧杯中，于真空干燥箱中60 – 80℃干燥3 - 10h，在干燥的过程中使得氧化铜周围包覆磷酸盐，此干燥的样品记为B；

3）将样品B倒入玛瑙研钵中，研磨1 - 3 h，此混合均匀的样品记为C；