[發明專利]一種NaMn(HCO2)3化合物及其制備和應用

在審

• 申請號: 201710934748.2
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN109659503A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 張華民;馮凱;宋子晗;李先鋒;程意;王懷清
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;C01G45/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種NaMn(HCO₂)₃化合物的制備方法，其特征在于：

采用沉淀法制備NaMn(HCO₂)₃化合物，其步驟如下：

1)配料：將含Na化合物、含Mn化合物按Na:Mn為1:1的摩爾比加入甲醇中，攪拌混合均勻，后加入過量含HCO₂^-化合物在室溫下攪拌反應12-48小時；

2)將上述反應后固液混合物進行分離處理：將反應后固液混合物倒入離心管中，使用離心機以8000-10000r/min的轉速，離心分離5-10分鐘，后用去離子水洗滌2-3次；

3)將上述分離處理后的固體原料放入60-80℃烘箱中干燥8-12小時，后取出充分研磨得到NaMn(HCO₂)₃材料；

或，采用水熱法制備NaMn(HCO₂)₃化合物，其步驟如下：

1)配料：將含Na化合物、含Mn化合物按Na:Mn為1:1的摩爾比加入甲醇中，后加入過量含HCO₂^-化合物混合均勻；

2)將上述反應后固液混合物原料進行化學反應合成處理：將固液混合物放入水熱釜中進行水熱反應；控制合成過程各項參數：水熱反應溫度為60-120℃；水熱反應時間為12-24小時；

3)將上述反應后固液混合物原料進行分離處理

所述經分離的原料的分離為將反應后固液混合物倒入離心管中，使用離心機以8000-10000r/min的轉速，離心分離5-10分鐘，后用去離子水洗滌2-3次；

4)將上述分離處理后的固體原料放入60-80℃烘箱中干燥8-12小時，后取出充分研磨得到NaMn(HCO₂)₃材料。

2.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

所述含Na化合物為Na的氫氧化物或Na的氯化物中的一種或兩種；

所述含Mn化合物為Mn的氯化物、Mn的氫氧化物、或Mn的乙酸鹽中的一種或二種以上；

所述含HCO₂^-化合物為甲酸或甲酸鈉中的一種或兩種；其與含Na化合物摩爾比為1:2。

3.一種權利要求1或2制備的NaMn(HCO₂)₃化合物。

4.一種權利要求3所述NaMn(HCO₂)₃化合物作為活性材料在鋰離子電池負極材料中的應用。

5.按照權利要求4所述的應用，其特征在于：所述鋰離子電池負極材料為NaMn(HCO₂)₃/C材料，載體C質量含量為10-50％。

6.按照權利要求5所述的應用，其特征在于：采用固相球磨法制備NaMn(HCO₂)₃C鋰離子電池負極材料，其步驟如下：

將NaMn(HCO₂)₃材料與碳材料配料混合，進行球磨處理；

控制各項參數進行所述球磨處理：碳材料配料質量為碳材料和NaMn(HCO₂)₃材料質量之和的10-50％；球磨轉速范圍為300-1000rpm；球磨時間為12-48小時，得到NaMn(HCO₂)₃/C材料；

所述碳材料為科琴黑、多層石墨烯或多壁碳納米管的一種或兩種以上。

7.按照權利要求5所述的應用，其特征在于，采用水熱法制備NaMn(HCO₂)₃/C鋰離子電池負極材料，其步驟如下：

1)配料：將含Na化合物、含Mn化合物按Na:Mn為1:1的摩爾比加入甲醇中，后加入過量含HCO₂^-化合物混合均勻；

2)將上述反應后固液混合物原料與碳材料配料混合，進行化學反應合成處理

所述合成處理的原料的合成處理為將固液混合物和碳材料放入水熱釜中進行水熱反應；控制合成過程各項參數：碳材料質量為碳材料和NaMn(HCO₂)₃質量之和的10-50％；水熱反應溫度為60-120℃；水熱反應時間為12-24小時；

3)將上述反應后產物進行分離處理

所述經分離的產物的分離為將反應后固液混合物倒入離心管中，使用離心機以8000-10000r/min的轉速，離心分離5-10分鐘，后用去離子水洗滌2-3次；

4)將上述分離處理后的固體原料放入60-80℃烘箱中干燥8-12小時，后取出充分研磨得到NaMn(HCO₂)₃/C材料。

所述含Na化合物為Na的氫氧化物或Na的氯化物中的一種或兩種；

所述含Mn化合物為Mn的氯化物、Mn的氫氧化物、或Mn的乙酸鹽中的一種或二種以上；

所述含HCO₂^-化合物為甲酸或甲酸鈉中的一種或兩種，其與含Na化合物摩爾比為1:2；

所述碳材料為科琴黑、多層石墨烯或多壁碳納米管的一種或兩種以上。