[發(fā)明專利]含鐵錳層狀過渡金屬氧化物前驅(qū)體材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011258463.X
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112374551A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尤雅;蘇杭;黃興;林雅
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C01G53/00
• 分類號: C01G53/00;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/054
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 閉釗;崔友明

1.含鐵錳層狀過渡金屬氧化物前驅(qū)體材料，其通式為M_1-x-yFe_xMn_y(OH)₂，其中0≦x＜1，0≦y＜1，M是金屬元素?fù)诫s，為Ni²⁺，Ca²⁺，Mg²⁺，Zn²⁺，Co²⁺，Co³⁺，Ag⁺，Cr²⁺，Cr³⁺，Pb²⁺，Pb⁴⁺，Ba²⁺，W²⁺，Al³⁺，Ti²⁺，Ti⁴⁺，Cu²⁺，V⁴⁺，Zr⁴⁺，Nb⁵⁺，Mo⁵⁺，Ru⁴⁺中的一種或者多種，其具有獨特的納米球形結(jié)構(gòu)，球形分布均一，球形粒徑為1-10μm。

2.權(quán)利要求1所述的含鐵錳層狀過渡金屬氧化物前驅(qū)體材料的制備方法，包括有以下步驟：

1)在反應(yīng)容器中加入母液，控制母液溫度為30℃-65℃，pH為8-13.5，通入保護(hù)氣保持穩(wěn)定；

2)將含有M鹽、Fe鹽、Mn鹽的金屬鹽混合液、絡(luò)合劑溶液與沉淀劑溶液通過蠕動泵以一定速率泵入三元共沉淀反應(yīng)釜，控制反應(yīng)的pH為9-12.5，溫度為30℃-65℃，反應(yīng)時間為1h-30h；

3)反應(yīng)結(jié)束后將漿料陳化一定時間，將陳化結(jié)束后的漿料靜置，洗滌，過濾后將沉淀烘干6h-24h得到三元前驅(qū)體。

3.如權(quán)利要求2所述的含鐵錳層狀過渡金屬氧化物前驅(qū)體材料的制備方法，其特征在于，步驟1)所述的母液采用去離子水，保護(hù)氣為惰性氣體氮氣，氬氣，氦氣，氖氣，氪氣中的一種或多種。

4.如權(quán)利要求2所述的含鐵錳層狀過渡金屬氧化物前驅(qū)體材料的制備方法，其特征在于，步驟2)所述的含有M鹽為硫酸鹽，硝酸鹽，氯化鹽中的一種，所述的M鹽為Ni²⁺，Ca²⁺，Mg²⁺，Zn²⁺，Co²⁺，Co³⁺，Ag⁺，Cr²⁺，Cr³⁺，Pb²⁺，Pb⁴⁺，Ba²⁺，W²⁺，Al³⁺，Ti²⁺，Ti⁴⁺，Cu²⁺，V⁴⁺，Zr⁴⁺，Nb⁵⁺，Mo⁵⁺，Ru⁴⁺中的一種或者多種金屬鹽，F(xiàn)e鹽為硫酸鹽，硝酸鹽，氯化鹽中的一種，Mn鹽為硫酸鹽，硝酸鹽，氯化鹽中的一種，金屬鹽濃度為1M-2M。

5.如權(quán)利要求2所述的含鐵錳層狀過渡金屬氧化物前驅(qū)體材料的制備方法，其特征在于，步驟2)所述的絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸二鈉，咪唑，檸檬酸鈉，氨基乙酸，焦磷酸鈉中的一種，其濃度為0M-0.2M。

6.如權(quán)利要求2所述的含鐵錳層狀過渡金屬氧化物前驅(qū)體材料的制備方法，其特征在于，步驟2)所述的沉淀劑為氫氧化鈉，氫氧化鉀的一種，其濃度為2M-4M。

7.如權(quán)利要求2所述的含鐵錳層狀過渡金屬氧化物前驅(qū)體材料的制備方法，其特征在于，步驟3)所述的陳化時間為12h-40h，沉淀烘干的溫度為70-150℃。

8.權(quán)利要求1所述的含鐵錳層狀過渡金屬氧化物前驅(qū)體材料作為鈉離子電池正極活性材料的應(yīng)用。