[發明專利]一種具有網狀結構的碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉@SWCNT復合材料及其制備及應用有效
| 申請號： | 201910413099.0 | 申請日： | 2019-05-17 |
| 公開（公告）號： | CN110085849B | 公開（公告）日： | 2021-02-02 |
| 發明（設計）人： | 張治安;賴延清;孫學文;王濤勝;張凱;洪波;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 具有 網狀結構 碳包覆 磷酸 swcnt 復合材料 及其 制備 應用 | ||
1.一種具有網狀結構的碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉@SWCNT復合材料，其特征在于：為由表面原位復合有碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉的SWCNT交錯成的網絡結構材料，所述的磷酸焦磷酸錳鈉的化學式為Na4Mn3(PO4)2P2O7；
所述碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉顆粒的粒徑為300～1000nm；
SWCNT的長度為5～15微米；直徑為5～15納米；
SWCNT所占質量百分數為3～15％。
2.一種權利要求1所述的具有網狀結構的碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉@SWCNT復合材料的制備方法，其特征在于：將包含磷源、鈉源、錳源、絡合劑、SWCNT的原料溶液預反應后經液氮急冷處理，隨后再經冷凍干燥處理，得到前驅體；所述前驅體置于保護氣氛下，于500～650℃進行熱處理，即得；
所述絡合劑與錳源中錳的摩爾比為2～4.5:1；
鈉：錳：磷的摩爾比為3.8-4.2：2.8-3.2：3.8-4.2；
所述原料溶液中的Mn2+濃度為0.05～0.3mol/L；
預反應的溫度為60～90℃；
所述絡合劑為檸檬酸、草酸、抗壞血酸、蔗糖、葡萄糖中至少一種；
SWCNT為磷酸焦磷酸錳鈉重量的3～15％；
液氮急冷的時間為1～3h；
冷凍干燥的溫度為-45～-25℃；
所述熱處理時間為6～12h。
3.如權利要求2所述的具有網狀結構的碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉@SWCNT復合材料的制備方法，其特征在于：所述磷源包括磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸中至少一種；
所述鈉源包括碳酸鈉、碳酸氫鈉、乙酸鈉、草酸鈉、檸檬酸鈉中至少一種；
所述錳源包括醋酸錳、硝酸錳、草酸錳，乙酰丙酮錳中至少一種。
4.如權利要求2所述的具有網狀結構的碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉@SWCNT復合材料的制備方法，其特征在于：所述原料溶液中的Mn2+濃度為0.1～0.2mol/L。
5.根據權利要求2所述的具有網狀結構的碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉@SWCNT復合材料的制備方法，其特征在于：所述絡合劑與錳源中錳的摩爾比為3～4：1。
6.根據權利要求2所述的具有網狀結構的碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉@SWCNT復合材料的制備方法，其特征在于：所述絡合劑與錳源中錳的摩爾比為3：1。
7.根據權利要求2～6任一項所述的具有網狀結構的碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉@SWCNT復合材料的制備方法，其特征在于：預反應的時間為4～10h。
8.根據權利要求2所述的具有網狀結構的碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉@SWCNT復合材料的制備方法，其特征在于：熱處理的溫度540～560℃；所述熱處理時間為10～12h。
9.一種權利要求1所述具有網狀結構的碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉@SWCNT復合材料，或者權利要求2～8任一項制備方法制得的具有網狀結構的碳包覆磷酸焦磷酸錳鈉@SWCNT復合材料的應用，其特征在于：作為鈉離子電池的正極活性材料。
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