[發明專利]一種NaNix

在審

• 申請號: 202011150900.6
• 申請日: 2020-10-24
• 公開（公告）號: CN112279309A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 龔華旭;王迪;陳永珍;江鈺;龍睿祺;張少杰
• 申請（專利權）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/054;H01M10/058
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 馬曉敏

本發明公開一種NaNi_xMn_yM_1?x?yO₂材料的制備方法與應用。包括：(1)按NaNi_xMn_yM_1?x?yO₂中各元素的化學計量比，將鈉源、鎳源、錳源和M源混合并溶解，得到混合物料；式中M為Cu、Co、Zn、Mg、Cr、Zr中任一種；0≤x≤1；0≤y≤1；0≤1?x?y≤1；(2)向所述混合物料中加入有機添加劑，然后球磨，得到前驅體材料；(3)將所述前驅體材料干燥，然后煅燒，得到NaNi_xMn_yM_1?x?yO₂材料。本發明制得的鈉離子電池正極材料(NaNi_xMn_yM_1?x?yO₂)具有理論比容量高、操作簡單、易于產業化的優點；將制備的NaNi_xMn_yM_1?x?yO₂材料用作鈉離子電池的正極材料組裝鈉離子電池，所組裝的鈉離子電池具有較高的比容量和優異的循環穩定性以及倍率性能，容量保持率高，為未來鈉離子電池大規模應用提供了一種新的方法，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及電池電極材料制備技術領域，具體涉及一種NaNi_xMn_yM_1-x-yO₂材料的制備方法與應用。

背景技術

由于全球能源消耗的增加，能源生產，存儲和轉換已成為關鍵問題?；剂系目焖傧?，二氧化碳排放量的增加，環境問題的加劇以及風能，太陽能和潮汐能等各種可再生和清潔能源的發展，導致了電網規模儲能系統(ESS)的發展。有效地存儲和使用這些能源也已成為重要的研究領域。在ESS中，可充電電池技術因其靈活性、高能量轉換效率和簡單維護，而成為可持續電極材料和蓄電的有前途的候選者之一。另外，充電電池的低成本，長循環壽命和高安全性是最重要的參數。因此，需要開發出豐富，無毒，穩定和可持續的電極材料，以確保大規模和長期的應用。

鋰離子電池具有較高的能量和功率密度，因此，無論是可再生能源系統還是電動汽車在該領域都越來越受到人們的關注。但是，鋰離子電池的規模化生產受到成本和鋰資源的地域限制。與鋰相比，鈉資源豐富，是一種潛在的低成本替代品。例如，每噸鋰的價格是5000美元，而每噸鈉的價格是160美元。此外，鈉離子電池具有類似于鋰離子電池的插層。但是，由于尺寸較大，尋求適用的Na離子存儲電極材料似乎比對鋰離子存儲電極材料進行探索更難，開發適合于快速，穩定鈉離子插入/萃取的合適陰極材料具有重要意義。陰極是決定電化學性能并占據SIB成本比例(≈32.4％)的非常重要的因素。在目前提出的陰極候選材料中，例如過渡金屬氧化物(TMOs)，聚陰離子化合物，普魯士藍類似物和有機鹽中，層狀過渡金屬氧化物(TMO)憑借其便捷的2DNa⁺擴散路徑和較高的理論容量成為鈉離子電池(SIB)的有吸引力的陰極候選材料，但循環穩定性較差。因此探索合適的層狀過渡金屬氧化物并應用于鈉離子電池具有迫切的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡單、成本低的NaNi_xMn_yM_1-x-yO₂材料的制備方法，并將所制備的NaNi_xMn_yM_1-x-yO₂材料用作鈉離子電池的正極材料組裝鈉離子電池，所組裝的鈉離子電池具有較高的比容量和優異的循環穩定性。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種NaNi_xMn_yM_1-x-yO₂材料的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：