[發明專利]一種自支撐Nax 有效
| 申請號： | 201811056777.4 | 申請日： | 2018-09-11 |
| 公開（公告）號： | CN109346717B | 公開（公告）日： | 2021-06-18 |
| 發明（設計）人： | 高林;陳思;楊學林 | 申請（專利權）人： | 三峽大學 |
| 主分類號： | H01M4/505 | 分類號： | H01M4/505;H01M10/054;B82Y30/00 |
| 代理公司： | 宜昌市三峽專利事務所 42103 | 代理人： | 成鋼 |
| 地址： | 443002 *** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 支撐 na base sub | ||
本發明提供了一種自支撐的NaxMnO2(0x≤1)陣列的制備方法。NaxMnO2納米片寬度為1～2μm，厚度為4～8μm，鎳網上單位面積活性物質量約為1.0～1.5mg·cm?2。所述的NaxMnO2鈉離子電池電極材料以二水合草酸、高錳酸鉀為前驅體，超聲處理后在空氣中煅燒得到的Mn2O3納米陣列。為了得到NaxMnO2陣列，將上述得到的Mn2O3陣列置于高濃度的氫氧化鈉中進行水熱反應，隨后在空氣中退火得到NaxMnO2陣列。以NaxMnO2正極材料組裝成的鈉離子電池具有優異的倍率性能和循環性能，在6C電流密度下具有82mAh g?1的比容量，循環500次后其容量保持率為87.8％。由NaxMnO2正極片組裝成的鈉離子半電池循環性能穩定，在鈉離子電池中具有潛在的應用價值。
技術領域
本發明涉及一種新型的自支撐納米陣列鈉離子電池材料，特別涉及一種片狀結構的NaxMnO2納米片陣列材料的制備方法，屬于鈉離子電池領域。
技術背景
隨著當前儲能設備的發展，鋰離子電池儲能設備開始在我們的日常生活中扮演著越來越重要的角色。當前鋰離子電池主要是應用于如手機、數碼相機、筆記本等便攜式電子產品中，而在大型交通運輸設備如電動車方面的應用仍然面臨不少困難，其中的挑戰之一便是成本問題。由于地球上鋰資源儲量有限，而鋰又是鋰離子電池的必備原料，因此成本問題是限制鋰離子電池大規模應用的主要原因。鈉元素在地球上的儲量遠多于鋰，因此研究鈉離子電池應用對于解決鋰離子電池的成本問題具有重要意義。最近，NaxMnO2(0＜x≤1)作為一種新型的鈉離子電池正極材料開始走入研究人員的視野，其具有能量密度高、環境友好和原材料豐富的優點，存在極大的潛在應用價值。但是當前報道的NaxMnO2材料僅僅局限于粉末材料，且相關研究相當有限，關于NaxMnO2陣列材料的相關研究鮮有報道，因此對NaxMnO2鈉離子正極陣列材料進行深入研究具有重要意義。本專利發明了一種制備自支撐NaxMnO2納米陣列的方法，同時這種陣列材料在與Ni基底接觸緊密，組裝成鈉離子電池具有穩定的電化學性能，存在極大的潛在應用價值。
發明內容
本發明的目的在于以二水合草酸、高錳酸鉀為原料，以泡沫鎳為基底，通過超聲燒結過程制備出Mn2O3陣列，然后通過高濃度的NaOH對Mn2O3陣列進行鈉離子化處理以及退火制備出NaxMnO2(0＜x≤1)納米片陣列。本發明所涉及的原料為二水合草酸、高錳酸鉀、氫氧化鈉。材料制備過程中先稱取一定量的二水合草酸于燒杯中，加入一定量的去離子水并持續攪拌至其完全溶解。然后將除去氧化層的干凈泡沫鎳置于以上溶液中超聲10-30min，隨后稱取一定量的高錳酸鉀溶于去離子水，并將其快速滴入裝有泡沫鎳的草酸溶液中繼續超聲30-40min至溶液變為乳白色。然后將泡沫鎳取出烘干后直接在空氣中300～400℃快速退火2-5h得到Mn2O3陣列。將Mn2O3陣列置于1～3M NaOH溶液中在80-150℃條件下水熱反應6-24h。最后將以上納米片陣列直接置于空氣中600～700℃退火2-10h，得到 NaxMnO2納米片陣列。
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