一种连续可控的普鲁士蓝类材料的热处理方法及应用与流程

本发明属于钠离子电池材料领域，具体涉及一种连续可控的普鲁士蓝类材料的热处理方法及其应用。

背景技术：

1、随着经济社会的发展，化石能源的过度使用使得不可再生能源储量急剧减少，引起了诸如资源枯竭和环境恶化等一系列严重问题。因此，开发和利用可再生资源电能储存技术成为实现可持续发展的重要途径之一。

2、普鲁士蓝(pb)及其类似物因其高理论容量和低成本而被认为是钠离子电池有前景的正极材料。然而，普鲁士蓝材料的实际应用受限于其在水溶液中合成过程中不可避免引入结晶水的问题。为了改善这些性能，研究者们尝试了多种合成和后处理技术，包括热处理。传统的热处理方法，如真空烘箱热处理，存在能耗高、处理时间长、温度控制不精确、真空泵易损坏的问题，以及因为脱水速率过快导致晶体破裂，发生材料结构损坏的问题，这些问题限制了普鲁士蓝材料产业化的发展。因此，有必要提出一种新型的脱水方法以克服上述问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种连续可控的普鲁士蓝类材料热处理方法，以克服现有技术中的不足。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、本发明的一个方面提供了一种连续可控的普鲁士蓝类材料的热处理方法，其包括：

4、提供普鲁士蓝类材料湿料基体；

5、在保护性气氛中，以回转设备对所述普鲁士蓝类材料湿料基体进行热处理，得到经热处理的普鲁士蓝类材料；

6、所述热处理包括依次进行的第一热处理和第二热处理，且第二热处理的温度高于第一热处理的温度。

7、本发明的另一个方面提供了由前述的热处理方法得到的普鲁士蓝类材料，其水分含量为1500ppm以下。

8、本发明的另一个方面还提供了前述的普鲁士蓝类材料在钠离子电池中的应用。

9、本发明的另一个方面还提供了一种钠离子电池正极材料，其包括前述的普鲁士蓝类材料。

10、相较于现有技术，本发明的技术方案至少有如下优点：

11、1)本发明通过精确控制热处理参数，能够明显提高普鲁士蓝正极材料的结晶度和纯度，从而提高其电化学性能；

12、2)本发明通过控制回转设备的热处理时间、炉膛压力，采用回转设备进行动态加热方式使得材料受热更加均匀，可控制材料中的脱水速率，避免因为脱水速率过快导致晶体破裂，保护材料结构不损坏，有助于保持材料的形貌一致性和稳定性；

13、3)本发明可连续进行热处理，适用于连续化生产，有利于提高生产效率，降低生产成本；

14、4)本发明通过调整热处理条件可以实现对不同类型和要求的普鲁士蓝类材料的定制化处理。

技术特征：

1.一种连续可控的普鲁士蓝类材料的热处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的连续可控的普鲁士蓝类材料的热处理方法，其特征在于，所述普鲁士蓝类材料包括共沉淀合成的普鲁士蓝钠电正极材料。

3.根据权利要求1所述的连续可控的普鲁士蓝类材料的热处理方法，其特征在于，包括：对普鲁士蓝类材料进行预处理，制得普鲁士蓝类材料湿料基体；

4.根据权利要求1所述的连续可控的普鲁士蓝类材料的热处理方法，其特征在于，所述第一热处理的温度为70-150℃，优选为80-130℃，时间为4-15h，优选为5-10h；

5.根据权利要求1所述的连续可控的普鲁士蓝类材料的热处理方法，其特征在于，所述保护性气氛包括氮气气氛。

6.根据权利要求1所述的连续可控的普鲁士蓝类材料的热处理方法，其特征在于，所述回转设备内的压力为-15-30pa，优选为-10-20pa；

7.根据权利要求1所述的连续可控的普鲁士蓝类材料的热处理方法，其特征在于，包括：将所述普鲁士蓝类材料湿料基体通过自动给料装置转移至回转设备中。

8.由权利要求1-7中任一项所述的热处理方法得到的普鲁士蓝类材料，其水分含量为1500ppm以下。

9.权利要求8所述的普鲁士蓝类材料在钠离子电池中的应用，优选的，所述应用包括：所述普鲁士蓝类材料在钠离子电池正极材料中的应用；

10.一种钠离子电池正极材料，其特征在于，包括权利要求9所述的普鲁士蓝类材料。

技术总结本发明公开了一种连续可控的普鲁士蓝类材料的热处理方法及应用。所述热处理方法包括：提供普鲁士蓝类材料湿料基体，在保护性气氛中，以回转设备对所述普鲁士蓝类材料湿料基体进行热处理，得到经热处理的普鲁士蓝类材料；所述热处理包括依次进行的第一热处理和第二热处理，且第二热处理的温度高于第一热处理的温度。本发明提供的热处理方法烘干均匀性更好，可控制材料中的脱水速率，避免因为脱水速率过快导致晶体破裂，保护材料结构不损坏，且可以连续化生产，更有利于产业放大。技术研发人员：施国豪,张中彩,余康杰,李泽民受保护的技术使用者：湖州超钠新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14