[發明專利]錳氧化物及其制備方法和鋁離子電池

有效

• 申請號: 201710089550.9
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN106848295B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 吳川;谷思辰;吳鋒;白瑩
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M10/054
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;嚴政

1.一種鋁離子電池，所述鋁離子電池包括正極、負極和電解液，其特征在于，所述正極的材料包括錳氧化物，所述錳氧化物以立方體納米顆粒形式存在，且所述立方體納米顆粒的邊長為50-320nm；所述錳氧化物的制備方法包括以下步驟：

(1)將錳鹽、水溶性氮源及水混合，以氮元素計的水溶性氮源與以錳元素計的錳鹽的摩爾比為3-7:1；

(2)將上述混合溶液進行陳化，所述陳化的條件包括：在10-30℃下靜置4-48h；

(3)在惰性氣氛下，將步驟(2)得到的固體產物進行煅燒，所述煅燒的條件包括：溫度為230-280℃，時間為2-15h；

所述電解液含有水溶性鋁鹽和水，所述水溶性鋁鹽包括水溶性含氟鋁鹽，且以鋁元素計水溶性含氟鋁鹽的濃度至少為0.5mol/L。

2.根據權利要求1所述的鋁離子電池，其中，步驟(1)中將錳鹽、水溶性氮源及水混合的方法包括：

(a)將錳鹽和水溶性氮源分別溶于水形成錳鹽溶液和水溶性氮源溶液；

(b)將所述錳鹽溶液和所述水溶性氮源溶液接觸。

3.根據權利要求1所述的鋁離子電池，其中，以氮元素計的水溶性氮源與以錳元素計的錳鹽的摩爾比為4-6:1。

4.根據權利要求2所述的鋁離子電池，其中，步驟(1)中將錳鹽、水溶性氮源及水混合的方法還包括：(c)對所述錳鹽溶液和所述水溶性氮源溶液接觸得到的溶液進行攪拌。

5.根據權利要求4所述的鋁離子電池，其中，所述攪拌的條件包括：溫度為10-90℃，時間為1-24h，速度為100-1000rpm。

6.根據權利要求4所述的鋁離子電池，其中，所述攪拌的條件包括：溫度為20-30℃，時間為10-15h，速度為400-600rpm。

7.根據權利要求1-6中任意一項所述的鋁離子電池，其中，

所述錳鹽選自乙酸錳、硝酸錳、氯化錳和硫酸錳中的至少一種；

所述水溶性氮源為氨和/或水合肼。

8.根據權利要求7所述的鋁離子電池，其中，所述錳鹽為乙酸錳。

9.根據權利要求1-6中任意一項所述的鋁離子電池，其中，

所述錳鹽的用量使得錳元素在步驟(2)所述混合溶液中的摩爾濃度為0.011-1mol/L。

10.根據權利要求9所述的鋁離子電池，其中，所述錳鹽的用量使得錳元素在步驟(2)所述混合溶液中的摩爾濃度為0.033-0.5mol/L。

11.根據權利要求9所述的鋁離子電池，其中，所述錳鹽的用量使得錳元素在步驟(2)所述混合溶液中的摩爾濃度為0.044-0.1mol/L。

12.根據權利要求1-6中任意一項所述的鋁離子電池，其中，步驟(2)所述陳化的條件包括：在20-30℃下靜置10-12h。

13.根據權利要求1-6中任意一項所述的鋁離子電池，其中，步驟(3) 中，

所述惰性氣氛由氮氣和/或氬氣提供；

所述煅燒的條件包括：時間為3-10h。

14.根據權利要求1-6中任意一項所述的鋁離子電池，其中，以鋁元素計，所述水溶性鋁鹽中80摩爾％以上為所述水溶性含氟鋁鹽。

15.根據權利要求1-6中任意一項所述的鋁離子電池，其中，所述水溶性含氟鋁鹽的濃度為0.5-5mol/L。

16.根據權利要求1-6中任意一項所述的鋁離子電池，其中，所述水溶性含氟鋁鹽的濃度為4-5mol/L。