[發明專利]納米摻鈦錳酸鈉的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201810386973.1
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108615611B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 張大志;張承雙;奚伊;胡陳果
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01G11/24
• 分類號: H01G11/24;H01G11/30;H01G11/86
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 路寧

本發明公開了一種納米摻鈦錳酸鈉的制備方法及其應用，分子式為(Na_xMn_xTi_1?xO₂)，按照如下步驟制備(1)、分別稱取Mn₂O₃，Na₂CO₃，TiO₂置于研缽中研磨至混合均勻，再轉入模具內，壓成片狀；(2)、將壓制好的片狀樣品置于箱式爐中進行焙燒；(3)、將焙燒得到的樣品再在研缽中研磨10?120min使粉末充分均勻，然后置于球磨機內進行球磨；(4)、研磨結束后冷卻至室溫，清洗得到產品。本發明的納米摻鈦錳酸鈉所采用的原材料Mn₂O₃,Na₂CO₃,TiO₂易得，成本低，合成過程中化學反應較少，產物為目標產物無附帶物，安全無污染，合成成本低，操作步驟簡單。納米摻鈦錳酸鈉具有較高的電導率，且具有良好的電容特性，能量密度和功率密度大，循環壽命較長，可以廣泛運用于柔性超級電容器領域。

技術領域

本發明屬于電化學領域，具體地說，涉及一種納米摻鈦錳酸鈉的制備方法及其應用。

背景技術

目前，能源枯竭和環境污染問題日益嚴重，開發新能源材料和新能源存儲系統已經成為世界性的研究熱點之一。隨著科技的發展和信息社會的到來，各種計算機有關的電子設備，電動汽車及家用電器的逐步普及，對高性能存儲器備用電源的要求越來越高。這些儲能裝置除了對能量密度有一定要求外，對功率密度的要求也越來越高。然而，目前的電池受既有技術和成本的限制，如短的循環壽命，較慢的充放電，較低的能量密度和功率密度；傳統的靜電電容器也因能量密度過低而不能滿足需求。此外，由于柔性器件在可穿戴系統、如可穿戴手機和醫療器件等領域的廣泛應用，使得能量存儲系統的柔性需求越來越大。因此，迫切需要高功率性的柔性儲能裝置以滿足當前特殊應用領域的需求。近年來，超級電容器因具有高功率密度、快速充放電速率、較長的循環使用壽命以及環境友好等優點一直以來被認為是一種高效儲能裝置。然而，較低的能量密度仍然是超級電容器面臨的一大問題。贗電容材料展現較高的能量密度但循環穩定性不好。眾所周知，納米材料與其塊體材料相比，由于它們具有較大的比表面積和尺寸，在能量收集和能量存儲應用中具有潛在的優勢。此外，適當的納米結構電極可以提高它的功率密度和循環穩定性。到目前為止，各種贗電容器電極材料中，水合二氧化釕具有最佳的性能，然而，它成本太高、產量低，阻礙了其在實際應用中的應用。從電極材料的角度，有效的策略是利用材料本身的高性能和納米結構，具有通道結構的納米材料由于具有多種儲能方式越來越受到人們的青睞，并且價格低廉、產量高。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的第一目的在于提供一種納米摻鈦錳酸鈉的制備方法，得到的納米摻鈦錳酸鈉比表面積大、導電性能好。本發明的第二目的在于提供該種納米摻鈦錳酸鈉在柔性超級電容器中的應用。

為了實現上述第一目的，本發明的技術方案如下：、一種納米摻鈦錳酸鈉的制備方法，其特征在于，分子式為Na_xMn_xTi_1-xO₂，按照如下步驟完成：

(1)、分別稱取Mn₂O₃，Na₂CO₃，TiO₂置于研缽中研磨至混合均勻，再轉入模具內，壓成片狀；

(2)、將壓制好的片狀樣品置于箱式爐中進行焙燒；

(3)、將焙燒得到的樣品再在研缽中研磨10-120min使粉末充分均勻，然后置于球磨機內進行球磨；

(4)、球磨結束后冷卻至室溫，清洗得到產品。