[發明專利]具有強相互作用的陰陽離子共摻雜納米級鈉離子電池正極材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910620335.6
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110336010A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 李苞;王曉娟;邱進旭;李再歡;劉曉陽;代冬梅;湯宏偉;常照榮
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/054;B82Y40/00
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

1.具有強相互作用的陰陽離子共摻雜納米級鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于具體過程為：

步驟S1：分別配制極性高分子聚合物模板劑溶液、摻雜的陰離子鹽溶液、堿溶液和過渡金屬鹽溶液；

所述極性高分子聚合物為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、檸檬酸、羧甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、4-(2-羥乙基)-哌嗪乙磺酸、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚馬來酸酐或聚季胺鹽中的一種或多種；

所述摻雜的陰離子鹽溶液中摻雜的陰離子為Cl^-、Br^-、I^-、S^2-或Se^2-中的一種或多種；

所述堿溶液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀或氨水中的一種或多種；

所述過渡金屬鹽為可溶性鎳鹽、可溶性鈷鹽和可溶性錳鹽；

步驟S2：將過渡金屬鹽溶液、摻雜的陰離子鹽溶液和堿溶液加入到極性高分子聚合物模板劑溶液中于15-70℃攪拌反應0.5-5小時，反應結束后陳化0.5-24小時，再用洗滌劑離心洗滌后干燥研磨得到納米片狀前驅體；

步驟S3：將納米片狀前驅體與鈉鹽、鋰鹽和摻雜的陽離子鹽混合均勻，于500-1200℃燒結6-48小時，待自然冷卻后得到具有強相互作用的陰陽離子共摻雜納米級鈉離子電池正極材料；

所述鈉鹽為碳酸鈉、乙酸鈉、氯化鈉或硝酸鈉中的一種或多種；

所述鋰鹽為碳酸鋰；

所述摻雜的陽離子鹽中摻雜的陽離子為Mg²⁺、Zn²⁺、Ag⁺、Cu²⁺、Ti⁴⁺、Al³⁺、Cr⁴⁺或Fe³⁺中的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的具有強相互作用的陰陽離子共摻雜納米級鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟S1中所述所述可溶性鎳鹽為硫酸鎳、硝酸鎳、鹽酸鎳、乙酸鎳或草酸鎳中的一種或多種，可溶性鈷鹽為硫酸鈷、硝酸鈷、鹽酸鈷、乙酸鈷或草酸鈷中的一種或多種，可溶性錳鹽為硫酸錳、硝酸錳、鹽酸錳、乙酸錳或草酸錳中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的具有強相互作用的陰陽離子共摻雜納米級鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟S1中所述堿溶液的pH值為8-14。

4.根據權利要求1所述的具有強相互作用的陰陽離子共摻雜納米級鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟S2中所述過渡金屬鹽溶液中金屬離子的總摩爾數與堿溶液中OH^-的摩爾數之比為1:0.8-1.4，摻雜的陰離子鹽溶液中摻雜的陰離子摩爾數是過渡金屬鹽溶液中金屬離子總摩爾數的0.8%-5%。

5.根據權利要求1所述的具有強相互作用的陰陽離子共摻雜納米級鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟S3中所述摻雜的陽離子鹽中摻雜的陽離子摩爾數是納米片狀前驅體摩爾數的0.8%-5%。

6.根據權利要求1所述的具有強相互作用的陰陽離子共摻雜納米級鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟S3中燒結過程的燃燒氣氛為空氣、氧氣或氮氣中的一種或多種。