隧道层状共生相的钠离子电池正极材料锰酸钠的合成方法

摘要

本发明公开了一种隧道层状共生相的钠离子电池正极材料锰酸钠的合成方法。所述方法采用固相烧结的方法一步合成出隧道相和层状相共生结构的钠离子正极材料Na0.5MnO2‑xFx。共生相中的层状相结构起到提高充放电比容量的作用，共生相中的隧道结构抑制充放电过程中材料的体积变化，起到提高循环稳定性的作用。本发明合成方法简单，原料价格低廉，合成的隧道层状共生相的Na0.5MnO2‑xFx作为钠离子电池正极材料，具有较高的充放电比容量、循环性能以及优异的倍率性能，在大规模储能方面有着广阔的应用前景。

说明书

技术领域

本发明属于钠离子电池技术领域，涉及一种隧道层状共生相的钠离子电池正极材料锰酸钠(Na

背景技术

二次钠离子电池具有丰富的钠资源和较高的能量密度，适用于大型储能装置。目前新能源电动汽车以及智能电网的大规模应用已经成为二次可充电电池的新领域，在如此庞大的储能系统中，材料成本和维护成本同样重要。虽然地壳中丰富的锰资源降低了钠离子电池锰基层状氧化物正极的材料成本，但是其充放电时较大的体积变化以及相变应力导致其循环稳定性较差，增加了维护成本，阻碍了钠离子电池的实际应用。

隧道相结构的Na

层状相结构的Na

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低廉、制作简单，同时具有较高比容量以及极好循环性能的隧道层状共生相的钠离子电池正极材料锰酸钠的合成方法。该方法通过简易的固相烧结方法，一步得到隧道相和层状相共生结构的Na

实现本发明目的的技术方案如下：

隧道层状共生相的钠离子电池正极材料锰酸钠的合成方法，以NaHCO

步骤1，按Na和Mn的摩尔比为0.5:1，NaF占总钠盐的摩尔量的20～50％，将NaHCO

步骤2，将前驱体在800～900℃下进行高温固相烧结，得到隧道层状共生相的钠离子正极材料Na

优选地，步骤1中，所述的球磨速度为500rpm，球磨时间为12h。

优选地，步骤2中，所述的烧结时间为12h～18h。

优选地，步骤2中，升温速率为2～5℃/min。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明首次通过固相烧结的方法一步合成隧道相和层状相共生结构的Na

附图说明

图1是本发明的隧道层状共生相的钠离子电池正极材料锰酸钠的合成流程示意图。

图2是实施例1和2的扫描电子显微镜图。

图3是对比例1和2的扫描电子显微镜图。

图4是实施例1的Na

图5是实施例1、2以及对比例1、2的Na

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详述。

实施例1

首先将NaHCO

将Na

在手套箱中氩气保护的环境下，将钠金属擀成薄片，并冲裁成直径为12mm的圆形钠片作为负极。以1mol/L的NaClO

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，唯一不同的是前驱体中NaHCO

将Na

在手套箱中氩气保护的环境下，将钠金属擀成薄片，并冲裁成直径为12mm的圆形钠片作为负极。以1mol/L的NaClO

对比例1

本对比例与实施例1基本相同，唯一不同的是前驱体中NaF：MnCO

将Na

在手套箱中氩气保护的环境下，将钠金属擀成薄片，并冲裁成直径为12mm的圆形钠片作为负极。以1mol/L的NaClO

实施例3

本对比例与实施例1基本相同，唯一不同的是前驱体中NaHCO

将得到的Na

在手套箱中氩气保护的环境下，将钠金属擀成薄片，并冲裁成直径为12mm的圆形钠片作为负极。以1mol/L的NaClO

图1是本发明的隧道层状共生相的钠离子电池正极材料锰酸钠的合成流程示意图。图2为实施例1和实施例2制得的Na