[發明專利]應用于混合電容器中的鈉離子電極材料及其制備方法在審

申請號：	201410311581.0	申請日：	2014-07-02
公開（公告）號：	CN104036961A	公開（公告）日：	2014-09-10
發明（設計）人：	高立軍;劉笑	申請（專利權）人：	江蘇騰方新能源科技有限公司
主分類號：	H01G9/042	分類號：	H01G9/042
代理公司：	上海申新律師事務所 31272	代理人：	劉懿
地址：	224000 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	應用于混合電容器中的鈉離子電極材料及其制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及電化學新能源領域，具體而言，涉及一種應用于混合電容器中的鈉離子電極材料及其制備方法。

背景技術

現代文明的發展和世界人口的增加使得環境和能源問題日益突出，隨著傳統不可再生能源的日益短缺，以及由此而引發的生態環境的不斷惡化，使得清潔可再生能源的探索與開發成為當今世界的重要任務之一。其中二次電池和超級電容器作為性能優異的儲能裝置已經得到了人們廣泛的關注，而其材料的選擇是這種儲能裝置研究的重點。由于目前大量使用的鋰離子電極材料資源有限，因此急需開發一些新型的資源豐富的儲能材料。

同為元素周期表第Ⅰ主族的鈉離子與鋰離子有很多相似之處，因此鈉離子也完全有可能和鋰離子一樣構造一種性能優異的儲能裝置。在鈉的化合物中，隧道結構的Na₄Mn₉O₁₈結構穩定，鈉離子在晶格中可以可逆的嵌入與脫出，且不會造成材料結構的坍塌，因此它是一種非常有潛力的鈉離子儲能裝置的活性材料，有極大的應用前景。Na₄Mn₉O₁₈材料首先是作為一種鈉電池的電極材料，采用鈉片作為負極，這種電池首次容量較高，但是循環性能和倍率性能都不佳，且采用活潑金屬鈉片作為負極安全性也不佳，而鈉離子的半徑較大，具有合適孔道的適合鈉離子嵌入與脫出的負極材料的發展也較緩慢，因此將其應用于混合電容器中是這種材料的一個很好的發展領域，有很可觀的發展前景。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種應用于混合電容器中的鈉離子電極材料及其制備方法。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種應用于混合電容器中的鈉離子電極材料，用于混合電容器的正極極片，所述正極極片材料為隧道結構的Na₄Mn₉O₁₈，其微觀結構呈棒狀。

一種應用于混合電容器中的鈉離子電極材料的制備方法，使用固相法，所述固相法包括以下步驟：

1）以Na₂CO₃為鈉源，MnCO₃或Mn₃O₄中的一種為錳源，按照Na:Mn的摩爾比為0.44-0.5:1的比例進行配料，混合；

2）采用丙酮作為分散劑，置于球磨機中以300?rad?min^-1球磨6-15?h；

3）在50-70℃烘箱中干燥4-6h，得到前驅體，再將前驅體置于馬弗爐中以5?℃?min^-1的速率升溫至300℃預燒0-9?h；

4）再以5?℃?min^-1的速率升溫至750?℃-850?℃焙燒8-20?h，冷卻，得到Na₄Mn₉O₁₈。

優選的，所述步驟3中在65℃烘箱中干燥5h。

一種應用于混合電容器中的鈉離子電極材料的制備方法，使用溶膠凝膠法，所述溶膠凝膠法包括以下步驟：

1）以CH₃COONa·3H₂O作為鈉源，Mn(CH₃COO)₂·4H₂O為錳源，按照Na:Mn的摩爾比為0.44-0.5:1的比例進行配料，用蒸餾水分別將其溶解，將兩種溶液混合，攪拌；