一种无机非金属钠离子电池正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无机非金属钠离子电池正极材料及其制备方法，具体涉及钠电池正极材料技术领域，包括包括：碳酸钠10‑20份、醋酸钠5‑16份、硝酸钠8‑23份、氢氧化钠5‑15份、碳酸锰5‑16份、醋酸锰8‑16份、硝酸锰10‑25份、氧化锰10‑18份、钼酸铵15‑20份。本发明专利技术通过添加了磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸氢二铵和磷酸，得到溶液混合在一起搅拌混合后再与钼酸铵和氧化钼溶解于水溶剂中的溶液进行混合后得到的正极材料提高了钠电池在进充放电过程中的稳定性，并可以明显发现，导电率和充电效率有着明显的提高，并且在长时间的测试中，放电比容量依然没有明显的衰减，从而保证了使用该正极材料制成的钠电池在使用过程中的稳定性。

An inorganic non-metallic sodium ion battery cathode material and its preparation method

The invention discloses an inorganic non-metallic sodium ion battery positive material and a preparation method thereof, in particular to the technical field of sodium battery positive material, including: 10 \u2011 20 parts of sodium carbonate, 5 \u2011 16 parts of sodium acetate, 8 \u2011 23 parts of sodium nitrate, 5 \u2011 15 parts of sodium hydroxide, 5 \u2011 16 parts of manganese carbonate, 8 \u2011 16 parts of manganese acetate, 10 \u2011 25 parts of manganese nitrate, 10 \u2011 18 parts of manganese oxide, 15 \u2011 20 parts of ammonium molybdate. By adding ammonium dihydrogen phosphate, ammonium phosphate, diammonium hydrogen phosphate and phosphoric acid, the positive material obtained by mixing the solution together and then with the solution dissolved in water solvent by ammonium molybdate and molybdenum oxide improves the stability of sodium battery during charging and discharging, and can be obviously found that the conductivity and charging efficiency are significantly improved, and And in the long-term test, the specific discharge capacity still has no obvious attenuation, thus ensuring the stability of the sodium battery made of the positive material in the use process.

【技术实现步骤摘要】
一种无机非金属钠离子电池正极材料及其制备方法
本专利技术涉及钠电池正极材料
，更具体地说，本专利技术涉及一种无机非金属钠离子电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
钠离子电池（Sodium-ionbattery），是一种二次电池（充电电池），主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，与锂离子电池工作原理相似，钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，相较于锂盐而言储量更丰富，价格更低廉。由于钠离子比锂离子更大，所以当对重量和能量密度要求不高时，钠离子电池是一种划算的替代品。与锂离子电池相比，钠离子电池具有的优势有：钠盐原材料储量丰富，价格低廉，采用铁锰镍基正极材料相比较锂离子电池三元正极材料，原料成本降低一半；由于钠盐特性，允许使用低浓度电解液（同样浓度电解液，钠盐电导率高于锂电解液20%左右）降低成本；钠离子不与铝形成合金，负极可采用铝箔作为集流体，可以进一步降低成本8%左右，降低重量10%左右；由于钠离子电池无过放电特性，允许钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于100Wh/kg，可与磷酸铁锂电池相媲美，但是其成本优势明显，有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。但是现有的钠离子电池中离子与电子的导电率较低。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种无机非金属钠离子电池正极材料及其制备方法，通过添加了磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸氢二铵和磷酸，得到溶液混合在一起搅拌混合后再与钼酸铵和氧化钼溶解于水溶剂中的溶液进行混合后得到的正极材料提高了钠电池在进充放电过程中的稳定性，并可以明显发现，导电率和充电效率有着明显的提高，并且在长时间的测试中，放电比容量依然没有明显的衰减，从而保证了使用该正极材料制成的钠电池在使用过程中的稳定性。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种无机非金属钠离子电池正极材料，其中所使用的原料按重量计包括：碳酸钠10-20份、醋酸钠5-16份、硝酸钠8-23份、氢氧化钠5-15份、碳酸锰5-16份、醋酸锰8-16份、硝酸锰10-25份、氧化锰10-18份、钼酸铵15-20份、氧化钼5-10份、磷酸二氢铵10-20份、磷酸铵10-20份、磷酸氢二铵10-20份、磷酸4-6份，稀硝酸14-20份、水溶剂4-5份、柠檬酸5-10份。1、一种无机非金属钠离子电池正极材料的制备方法，其具体步骤如下：步骤一：按比例将碳酸钠、醋酸钠、硝酸钠或氢氧化钠其中的一种或几种与碳酸锰、醋酸锰、硝酸锰或氧化锰其中的一种或几种溶解于稀硝酸中，得到溶液A；步骤二：将钼酸铵和氧化钼溶解于水溶剂中，得到溶液B；步骤三：按比例将磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸氢二铵和磷酸的一种或几种溶解与稀硝酸中，得到溶液B；步骤四：将溶液A、溶液B和溶液C进行搅拌混合，并向其添加柠檬酸后继续搅拌，最终得到胶状物体；步骤五：将步骤四中得到的胶状物体进行加热干燥；步骤六：将步骤五中经过加热干燥过的胶状物体进行预烧结；步骤七：将步骤六中经过预烧结的胶状物体进行研磨粉碎；步骤八：将步骤七中所的粉末进行高温煅烧。在一个优选地实施方式中，所述步骤二中所使用的水溶剂为去离子水。在一个优选地实施方式中，所述步骤五中加热干燥所使用的温度设置在200°。在一个优选地实施方式中，所述步骤六中将胶状物体置于在惰性气体气氛内进行预烧结，所述惰性气体气氛优选为氩气、氮气、氦气、氢气和氩氢混合气中的一种或多种，并且预烧结的温度控制在300°，烧制时间控制在5小时。在一个优选地实施方式中，所述步骤七中研磨粉碎过程中均是在无尘室间内进行。在一个优选地实施方式中，所述步骤八中高温煅烧的温度控制在650°，烧制时间控制在15小时。本专利技术的技术效果和优点：本专利技术通过添加了磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸氢二铵和磷酸，并将其溶解与稀硝酸中后与碳酸钠、醋酸钠、硝酸钠或氢氧化钠其中的一种或几种与碳酸锰、醋酸锰、硝酸锰或氧化锰其中的一种或几种溶解于稀硝酸中，得到溶液混合在一起搅拌混合后再与钼酸铵和氧化钼溶解于水溶剂中的溶液进行混合后得到的正极材料提高了钠电池在进充放电过程中的稳定性，并可以明显发现，导电率和充电效率有着明显的提高，并且在长时间的测试中，放电比容量依然没有明显的衰减，从而保证了使用该正极材料制成的钠电池在使用过程中的稳定性。具体实施方式下面将结合本专利技术中的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：本专利技术提供了一种无机非金属钠离子电池正极材料，其中所使用的原料按重量计包括：碳酸钠10-20份、醋酸钠5-16份、硝酸钠8-23份、氢氧化钠5-15份、碳酸锰5-16份、醋酸锰8-16份、硝酸锰10-25份、氧化锰10-18份、钼酸铵15-20份、氧化钼5-10份、磷酸二氢铵10-20份、磷酸铵10-20份、磷酸氢二铵10-20份、磷酸4-6份，稀硝酸14-20份、水溶剂4-5份、柠檬酸5-10份；一种无机非金属钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤一：按比例将碳酸钠、醋酸钠、硝酸钠或氢氧化钠其中的一种或几种与碳酸锰、醋酸锰、硝酸锰或氧化锰其中的一种或几种溶解于稀硝酸中，得到溶液A；步骤二：将钼酸铵和氧化钼溶解于水溶剂中，得到溶液B；步骤三：按比例将磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸氢二铵和磷酸的一种或几种溶解与稀硝酸中，得到溶液B；步骤四：将溶液A、溶液B和溶液C进行搅拌混合，并向其添加柠檬酸后继续搅拌，最终得到胶状物体；步骤五：将步骤四中得到的胶状物体进行加热干燥；步骤六：将步骤五中经过加热干燥过的胶状物体进行预烧结；步骤七：将步骤六中经过预烧结的胶状物体进行研磨粉碎；步骤八：将步骤七中所的粉末进行高温煅烧。进一步的，所述步骤二中所使用的水溶剂为去离子水；进一步的，所述步骤五中加热干燥所使用的温度设置在200°；进一步的，所述步骤六中将胶状物体置于在惰性气体气氛内进行预烧结，所述惰性气体气氛优选为氩气、氮气、氦气、氢气和氩氢混合气中的一种或多种，并且预烧结的温度控制在300°，烧制时间控制在5小时；进一步的，所述步骤七中研磨粉碎过程中均是在无尘室间内进行；进一步的，所述步骤八中高温煅烧的温度控制在650°，烧制时间控制在15小时。实施例2：本专利技术提供了一种无机非金属钠离子电池正极材料，其中所使用的原料按重量计包括：碳酸钠12-18份、醋酸钠6-15份、硝酸钠10-20份、氢氧化钠6-13份、碳酸锰6-13份、醋酸锰10-15份、硝酸锰12-20份、氧化锰12-16份、钼酸铵16-20份、氧化钼6-8份、磷酸二氢铵12-18份、磷酸铵12-18份、磷酸氢二铵12-18份、磷酸5-6份，稀硝酸15-18份、水溶剂4-5份、柠檬酸5-10份；一种无机非金属钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤一：按比例将碳酸钠、醋酸钠、硝酸钠或氢氧化钠其中的一种或几种与碳酸锰、醋酸锰、硝酸锰或氧化锰其中的一种或几种溶解于稀硝酸中，得到溶液A；步骤二：将钼酸铵和氧化钼溶解于水溶剂中，得到溶液B；步骤三：按比例将磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸氢二铵和磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机非金属钠离子电池正极材料，其特征在于：其中所使用的原料按重量计包括：碳酸钠10‑20份、醋酸钠5‑16份、硝酸钠8‑23份、氢氧化钠5‑15份、碳酸锰5‑16份、醋酸锰8‑16份、硝酸锰10‑25份、氧化锰10‑18份、钼酸铵15‑20份、氧化钼5‑10份、磷酸二氢铵10‑20份、磷酸铵10‑20份、磷酸氢二铵10‑20份、磷酸4‑6份，稀硝酸14‑20份、水溶剂4‑5份、柠檬酸5‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种无机非金属钠离子电池正极材料，其特征在于：其中所使用的原料按重量计包括：碳酸钠10-20份、醋酸钠5-16份、硝酸钠8-23份、氢氧化钠5-15份、碳酸锰5-16份、醋酸锰8-16份、硝酸锰10-25份、氧化锰10-18份、钼酸铵15-20份、氧化钼5-10份、磷酸二氢铵10-20份、磷酸铵10-20份、磷酸氢二铵10-20份、磷酸4-6份，稀硝酸14-20份、水溶剂4-5份、柠檬酸5-10份。2.一种无机非金属钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤一：按比例将碳酸钠、醋酸钠、硝酸钠或氢氧化钠其中的一种或几种与碳酸锰、醋酸锰、硝酸锰或氧化锰其中的一种或几种溶解于稀硝酸中，得到溶液A；步骤二：将钼酸铵和氧化钼溶解于水溶剂中，得到溶液B；步骤三：按比例将磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸氢二铵和磷酸的一种或几种溶解与稀硝酸中，得到溶液B；步骤四：将溶液A、溶液B和溶液C进行搅拌混合，并向其添加柠檬酸后继续搅拌，最终得到胶状物体；步骤五：将步骤四中得到的胶状物体进行加热干燥；步骤六：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：许对兴，
申请(专利权)人：许对兴，
类型：发明
国别省市：广东,44