[發明專利]一種鈉離子電池負極材料MnOx

有效

• 申請號: 201711021549.9
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107946587B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 曹麗云;王瑞誼;康倩;許占位;黃劍鋒;李嘉胤;李康
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: H01M4/50
• 分類號: H01M4/50;H01M10/054;C01G45/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 張震國

一種鈉離子電池負極材料MnO_x的制備方法，將乙酸錳和過硫酸銨分別配制成乙酸錳溶液和過硫酸銨溶液；將十二烷基硫酸鈉分散在乙酸錳溶液中得混合溶液；將過硫酸銨溶液逐滴加入到混合溶液中，不斷攪拌，至體系均勻；將這個溶解均勻的體系移至超聲發生裝置超聲處理至產生黑色沉淀；將黑色沉淀洗滌，過濾，烘干，即得鈉離子電池負極材料MnO_x。本發明以乙酸錳和過硫酸銨為原料，以十二烷基硫酸鈉為表面活性劑，首先將錳源用表面活性劑分散開，然后加入過硫酸銨混合均勻，超聲制備MnO_x。與現有技術相比，本發明的制備工藝簡單，原料簡單易得，且超聲法制備MnO_x片組成的花狀形貌，使得該負極材料的活性比表面積大大增大，更有利于鈉離子的嵌入脫出，容量增大。

技術領域

本發明屬于鈉離子電池領域，具體涉及一種鈉離子電池負極材料MnO_x的制備方法。

背景技術

鋰離子電池被認為是便攜式電子設備和電動汽車的最先進的電源。然而，鋰離子電池的高成本和有限的鋰儲備阻礙了其對大規模儲能的應用，例如可再生能源和智能電網。在這方面，鈉由于低成本，供應充足(地殼中第4最豐富的元素)和廣泛的鈉鹽礦物儲量，使得鈉離子電池的發展日益增進。鈉離子電池具有與鋰離子電池具有以下幾點優勢：(1)原料資源豐富，成本低廉，分布廣泛；(2)鈉離子電池的電勢相較鋰離子高0.3-0.4V，即能利用分解電勢更低的電解質鹽及電解質溶劑，電解質的選擇范圍更加廣泛；(3)鈉離子電池具有相對穩定的電化學性能，使用更加安全；當然也存在一些劣勢，比如鈉離子的半徑較大，鈉離子的嵌入脫出過程要比鋰離子電池稍微困難一些，對電極材料結構的要求也更高。因此，優化合適的電極材料對于鈉離子電池的開發至關重要。

目前鈉離子電池的正極材料主要為氧化型(A_xMO₂)，即由金屬氧化物組成的層狀結構，主要研究Na-Co和Na-Mn的氧化物；聚陰離子型，包括磷酸鹽材料，氟磷酸鹽，鈉超離子導體。對于負極材料而言，單用金屬鈉作為負極時，不僅與鋰一樣受枝晶化困擾，而且熔點僅為97.7℃，無法安全應用；用石墨作為負極，由于鈉離子在石墨層間遷移需要高躍遷能，脫嵌困難，所以負極材料的選擇將成為研究鈉離子點吃的重要挑戰之一。