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专利号: 2019111466898
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种钾离子电池正极活性材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将钠源、钛源、磷源、碳源搅拌溶解于水中,加入氧化锆和乙醇进行球磨处理得到浆料,将所述浆料进行喷雾干燥处理得到前驱体;

(2)将所述前驱体进行真空退火处理,空气冷却至室温,即得到碳包覆锆掺杂NaTi2(PO4)3;

所述钠源为磷酸二氢钠,所述钛源为二氧化钛或钛酸四乙酯,所述磷源为磷酸二氢铵或磷酸,所述碳源为葡萄糖。

2.根据权利要求1所述的一种钾离子电池正极活性材料的制备方法,其特征在于,所述球磨处理的转速为400rpm~600rpm,球磨时间为4h~7h,球磨处理的过程中使用的球磨珠为氧化锆珠,球磨珠与浆料的质量比为1:1;所述喷雾干燥的温度为150℃~170℃,干燥流量为5mL/min~30mL/min。

3.根据权利要求1所述的一种钾离子电池正极活性材料的制备方法,其特征在于,所述钠源、钛源、磷源、氧化锆、碳源的摩尔比为(0.5-2):(1-5):(1-8):(0.1-0.2):(0.1-5),水的加入量为总反应物质量的30%~60%,所述乙醇的加入量为总反应物质量的5%~15%。

4.根据权利要求1所述的一种钾离子电池正极活性材料的制备方法,其特征在于,所述真空退火处理是在连接有真空泵的管式加热炉中进行的,所述真空退火处理是在真空气氛中进行的,以升温速率1℃/min~10℃/min进行第一程式升温和第二程式升温,或进行第二程式升温;

所述第一程式升温的温度为300℃~500℃,所述第一程式升温的恒温时间为1h~5h;

所述第二程式升温的温度为600℃~800℃,所述第二程式升温的恒温时间为1h~3h。

5.根据权利要求1所述的一种钾离子电池正极活性材料的制备方法,其特征在于,所述空气冷却为自然冷却或强制风冷。

6.一种根据权利要求1~5任一项所述的制备方法制得的钾离子电池正极活性材料,其特征在于,所述钾离子电池正极活性材料为碳包覆锆掺杂NaTi2(PO4)3,所述碳包覆锆掺杂NaTi2(PO4)3中碳含量为1wt%~10wt%,锆掺杂量为0.1wt%~0.15wt%。

7.一种根据权利要求6所述的钾离子电池正极活性材料碳包覆锆掺杂NaTi2(PO4)3在钾离子电池中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述钾离子电池包括以碳包覆的锆掺杂NaTi2(PO4)3作为正极活性材料的正极和以钾金属片作为负极活性材料的负极,以及电解液;所述正极活性材料和负极活性材料的质量比为(1~5):1。

9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述电解液包括溶质和有机溶剂,所述溶质为高氯酸钾,所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、二甲基亚砜、二甲砜中的一种或几种,所述溶质在电解液中的摩尔浓度为0.1mol/L~5mol/L。

10.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述钾金属片是金属钾块辊压成厚度低于0.2mm的片材。