[發明專利]一種層狀錳基鈉離子電池正極材料的制備方法

有效

• 申請號: 202010008099.5
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111180721B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 張忠華;姜娜;馬文盛
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/054;B82Y40/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王素平

1.一種層狀錳基鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征是包括以下步驟：

(1)選擇金屬鋁、過渡金屬錳和過渡金屬M，按照以下比例關系準備原料：金屬鋁和過渡金屬總原子百分比為100％，Al的原子百分比占總原子百分比的70％-98％，金屬錳所占原子百分比高于金屬M；M為Fe、Co、Ni、Cu、Ti、V、Cr、Zr、Mo、Ru中的任意一種；

(2)將金屬鋁在700-1100℃熔融，先向熔融的鋁液中加入熔點相對較高的金屬，使熔點相對較高的金屬完全熔化，然后再加入熔點較低的金屬，待熔點較低的金屬完全熔化后，得均勻的合金液；

(3)將合金液在700-1100℃的溫度下澆鑄成錠，打磨表面后切割成塊狀錠料，將塊狀錠料熔化后在甩帶機中甩帶，得合金條帶；

(4)將所得合金條帶加入NaOH或KOH堿性溶液中，溶液的濃度為0.1-6mol/L；在20-90℃條件下進行腐蝕，直至觀察到無明顯氣泡產生，腐蝕時間為0.5-10h，合金條帶中大部分的鋁被腐蝕掉，得到含有Al、Mn、M的金屬氧化物前驅體；

(5)將步驟(4)得到的金屬氧化物前驅體清洗，然后在50-80℃下干燥3-8h，得到金屬氧化物前驅體；

(6)將步驟(5)得到的金屬氧化物前驅體與Na₂CO₃或NaOH混合，進行研磨，燒結，冷卻至室溫，即得到層狀錳基鈉離子電池正極材料。

2.根據權利要求1所述的一種層狀錳基鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征是，步驟(6)中Na₂CO₃或NaOH中鈉離子與金屬氧化物前驅體中金屬陽離子化學計量比為0.5-1.5:1。

3.根據權利要求1或2所述的一種層狀錳基鈉離子電池正極材料的制備方法，其特征是，步驟(6)中，首先在400-500℃溫度下進行預燒結，時間為3-8h；然后在600-900℃溫度下進一步燒結，時間為5-10h，均在空氣氣氛中進行，加熱速率為5-10℃/min。