【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及化學電源，具體涉及一種雙陽離子正極材料的制備方法。
技術介紹
1、目前動力電池和儲能電池中應用最廣泛的屬鋰離子電池，鋰資源在我國比較稀少，主要依賴進口，鈉資源主要從海水中提取，資源不受限制，因此近幾年鈉離子的研發熱度迅速提高，但純鈉離子電池的性能目前無法與鋰離子電池相比，尤其是倍率，循環等電性能，但鈉離子電池的熱失控所需時間較長，安全性能較鋰離子電池好，因此如何將兩者的性能優勢結合起來，成為目前的研究熱點。
2、混合鋰鈉離子電池與鋰離子電池的結構類似，主要有正極、負極、電解液、隔膜四大主材和一些輔助組分構成，其中，正極材料的性能在很大程度上決定了混合鋰鈉離子電池的電化學性能。由于需要具備同時存儲鋰離子和鈉離子的能力，對材料提出了更高的要求，因此前混合鋰鈉離子電池的正極材料仍是限制該體系發展的關鍵。
3、專利公開號為cn116741945a的專利技術專利申請公開了一種正極活性材料及包括該正極活性材料的正極片和混合鋰鈉離子電池，采用聚陰離子型材料與普魯士藍類材料混合后，聚陰離子可以嵌在普魯士藍的立方塊間隙中，同時聚陰離子較高的理論密度可以改善混合鋰鈉離子電池正極的壓實密度，有利于提高混合鋰鈉離子電池的能量密度。
4、該專利從壓實密度的角度去著手，提高了電池的能量密度，但能量密度僅是電池性能參數中的一項，除了能量密度電池性能還包括：倍率，循環等特征，比起能量密度，倍率和循環等電性能參數更能反應電池的綜合性能，因此僅提升能量密度無法從綜合性能上對電池進行整體提升。
1、為了克服現有技術的缺陷，本專利技術提供了一種雙陽離子正極材料的制備方法，本專利技術中通過雜多藍鋰鈉的形態，依舊保持著雜多酸根陰離子的骨架結構，該骨架結構可保證鋰離子和鈉離子均能在其骨架中傳輸；且此法制備的導電聚合物為多孔結構，鈉離子半徑較大可以通過其孔隙中傳輸，因此可以在一定程度上提升雜多藍鋰鈉的離子導電性。
2、為了實現上述專利技術目的，本專利技術的技術方案如下：
3、一種雙陽離子正極材料的制備方法，包括如下步驟：
4、1）配置導電聚合物單體水溶液和雜多酸水溶液；
5、2）將步驟1）所述雜多酸水溶液進行電解得到雜多酸的雜多藍溶液；
6、3）在步驟2）中所述雜多藍溶液中加入li2co3和na2co3，其中li2co3與na2co3的比例為1:0.5-2，反應生成雜多藍鋰鈉，靜置后分離析出的雜多藍鋰鈉晶體；所述雜多藍鋰鈉晶體中鋰和鈉的比例為1:0.5-2；
7、4）將步驟3）中所述晶體加入步驟1）中配置好的導電聚合物單體水溶液中得到混合物；
8、5）將步驟4）中所述混合物在攪拌過程中滴加過量的強氧化性酸稀溶液，滴加完畢后置于140℃-180℃環境下反應16h-24h；
9、6）將水熱反應后的固體物質分離出來，用去離子水反復沖洗干凈，烘干，得到雙陽離子的正極材料；
10、所述步驟1）中導電聚合物單體水溶液的質量濃度為5%-10%；
11、所述步驟1）中h3pw12o40水溶液的摩爾濃度為0.5mol/l-1mol/l；
12、所述步驟2）中電解條件為陰極電位為-0.5v到-0.8v，電解時間為3-5小時；
13、所述步驟3）中靜置時間為7-10天；
14、所述步驟1）中導電聚合物單體為苯胺、噻吩和吡咯中的一種或多種。
15、所述步驟3）中所述雜多酸為h3pw12o40或h3pmo12o40；
16、所述步驟3）中所述li2co3加na2co3與雜多酸的摩爾比為1.5-2.5:1；
17、所述步驟5）中所述強氧化性酸為硝酸、高錳酸或重鉻酸；
18、所述步驟5）中所述強氧化性酸稀溶液的質量濃度為10%-15%；
19、本專利技術的有益效果：
20、1.?本專利技術中所制備的正極材料中的鋰離子與鈉離子均可參與離子傳輸，屬于雙陽離子的正極材料，兼顧了鋰離子正極材料的倍率和循環特性，又在安全性上有一定程度的改善；本專利技術中雜多藍鋰鈉的形態，依舊保持著雜多酸根陰離子的骨架結構，該骨架結構可保證鋰離子和鈉離子均能在其骨架中傳輸；且此法制備的導電聚合物為多孔結構，鈉離子半徑較大可以通過其孔隙中傳輸，因此可以在一定程度上提升雜多藍鋰鈉的離子導電性。
21、2.?本專利技術中，導電聚合物有較強的電子電導，雜多酸與之復合，有助于提高正極材料的電子導電性。
22、3.?本專利技術中，雜多酸本身有較強的氧化性，如果不電解成雜多藍，其本身的氧化性會直接將后續加入的聚合物單體氧化聚合，生成的物質為導電聚合物和雜多酸鹽的復合態，容易發生堵孔的現象，影響材料的克容量和循環等性能，電解的作用是將雜多酸得到電子，變為雜多藍，失去其氧化性的特征，在后續反應中不會造成堵孔現象。
23、4.?本專利技術中，強氧化性酸稀溶液將導電聚合物單體在氧化聚合成導電聚合物，且在聚合過程中酸中的氫離子與溶液中的碳酸根反應生成二氧化碳，二氧化碳在溢出過程中使導電聚合物形成了多孔結構，多孔結構因其豐富的孔道，更有利于陽離子的傳輸，可提高正極材料中陽離子的傳輸速率。
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1.一種雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1）中導電聚合物單體水溶液的質量濃度為5%-10%。
3.根據權利要求1所述雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1）中H3PW12O40水溶液的摩爾濃度為0.5mol/L-1mol/L。
4.根據權利要求1所述雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1）中導電聚合物單體為苯胺、噻吩和吡咯中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟2）中電解條件為陰極電位為-0.5V到-0.8V，電解時間為3-5小時。
6.根據權利要求1所述雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟3）中所述雜多酸為H3PW12O40或H3PMO12O40。
7.根據權利要求1所述雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟3）中所述Li2CO3加Na2CO3與雜多酸的摩爾比為1.5-2.5:1。
8.根據權利要求1所述雙陽離
9.根據權利要求1所述雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟5）中所述強氧化性酸為硝酸。
10.根據權利要求1所述雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟5）中所述強氧化性酸稀溶液的質量濃度為10%-15%。
...【技術特征摘要】
1.一種雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1）中導電聚合物單體水溶液的質量濃度為5%-10%。
3.根據權利要求1所述雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1）中h3pw12o40水溶液的摩爾濃度為0.5mol/l-1mol/l。
4.根據權利要求1所述雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟1）中導電聚合物單體為苯胺、噻吩和吡咯中的一種或多種。
5.根據權利要求1所述雙陽離子正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟2）中電解條件為陰極電位為-0.5v到-0.8v，電解時間為3-5小時。
...【專利技術屬性】
技術研發人員：朱睿，侯曉寶，嚴天瞳，廖小東，賴力，王晶，
申請(專利權)人：東方電氣集團科學技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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