[發明專利]一種富鈉相鈉離子電池正極材料及其制備和應用有效
| 申請號： | 201810617750.1 | 申請日： | 2018-06-15 |
| 公開（公告）號： | CN108832099B | 公開（公告）日： | 2021-01-29 |
| 發明（設計）人： | 張治安;賴延清;李煌旭;李天偉;張凱;李劼 | 申請（專利權）人： | 中南大學 |
| 主分類號： | H01M4/36 | 分類號： | H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/054 |
| 代理公司： | 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114 | 代理人： | 盛武生;魏娟 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 富鈉相 鈉離子 電池 正極 材料 及其 制備 應用 | ||
1.一種富鈉相鈉離子電池正極復合材料，其特征在于：為碳包覆的富鈉相磷酸鈦錳鈉與碳基底構成的分級復合結構的材料；
所述的富鈉相磷酸鈦錳鈉的化學式為Na3+4xMnTi1-x(PO4)3，其中，0x≤0.3；
所述的碳基底為零維、一維、二維碳材料中的至少一種。
2.如權利要求1所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料，其特征在于：所述的碳基底為SP碳球、多孔碳球、碳納米管、碳纖維、石墨烯、氮摻雜石墨烯、還原氧化石墨烯中的至少一種。
3.如權利要求1或2所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料，其特征在于：所述的富鈉相磷酸鈦錳鈉晶型結構為鈉的快離子導體，三方晶系，R-3c空間群。
4.如權利要求1或2所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料，其特征在于：所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料中，碳的含量為1～20wt.％。
5.一種權利要求1～4任一項所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料的制備方法，其特征在于：將合成所述富鈉相磷酸鈦錳鈉所需的原料混合得混合原料，將混合原料進行第一段煅燒，得前驅體；將前驅體與碳基底通過高能震動球磨處理混合，再經第二段煅燒處理，即得到所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料；
所述的混合原料包含按所述富鈉相磷酸鈦錳鈉的化學比計量的鈉源、錳源，鈦源和磷源；還包含有機碳源，所述的有機碳源由鈉源、錳源，鈦源與磷源至少一個原料引入和/或額外添加；
所述第一段煅燒和第二段煅燒的溫度分別為600～800℃。
6.根據權利要求5所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料的制備方法，其特征在于：所述鈉源包括醋酸鈉、草酸鈉、檸檬酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉中至少一種。
7.根據權利要求5所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料的制備方法，其特征在于：所述錳源包括醋酸錳、草酸錳、二氧化錳、氧化錳、三氧化二錳、乙酰丙酮錳中至少一種。
8.根據權利要求5所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料的制備方法，其特征在于：所述鈦源包括二氧化鈦、鈦酸四丁酯、鈦酸異丙酯、鈦酸四乙酯中至少一種。
9.根據權利要求5所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料的制備方法，其特征在于：所述磷源包括磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸中至少一種。
10.根據權利要求5所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料的制備方法，其特征在于：合成富鈉相磷酸鈦錳鈉的原料通過行星式球磨方式混合得所述的混合原料，其中，所述行星式球磨以無水乙醇或丙酮為介質，轉速為300～600rpm。
11.根據權利要求5所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料的制備方法，其特征在于：高能震動球磨頻率為5000～15000Hz。
12.根據權利要求5所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料的制備方法，其特征在于：高能震動球磨的時間為0.5～2h。
13.根據權利要求5～12任一項所述的富鈉相鈉離子電池正極復合材料的制備方法，其特征在于：所述第一段煅燒和第二段煅燒的時間分別為6～14h。
14.一種權利要求1～4任一項所述的具有富鈉相鈉離子電池正極復合材料的應用，其特征在于：將其作為鈉離子電池的正極活性材料，用于制備鈉離子電池的正極。
15.如權利要求14所述的具有富鈉相鈉離子電池正極復合材料的應用，其特征在于：將所述的正極和負極以及隔膜組裝得到鈉離子電池。
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