一种快离子导体钠二次电池正极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种快离子导体钠二次电池正极材料及其制备方法与应用。其制备方法包括如下步骤：(1)按化学计量比称量钠源、锰源、钛源、磷源和有机配体，然后加入到溶剂中搅拌溶解，再在60～90℃的水浴条件下加热搅拌直至水完全挥发，干燥，研磨成粉，得到凝胶前驱体Na

【技术实现步骤摘要】
一种快离子导体钠二次电池正极材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及新能源领域，特别涉及一种快离子导体钠二次电池正极材料及其制备方法与应用。
技术介绍
高能量密度、长使用寿命以及无记忆效应的优点使锂二次电池广泛应用3C电子产品、便携电子设备和电动汽车，但是受限于有限的锂资源和日益升高的成本，难以满足未来大规模储能和低能量密度应用场景的要求。钠不仅储量丰富而且分布广泛、制备简单、价格低廉、环境友好，所以可以作为下一代电池满足大规模储能的需求。开发高性能、长寿命、低成本的二次电池已经成为当前的研究热点。磷酸盐快离子导体型(NASICON)材料具有三维钠离子传输通道、稳定的结构、高热稳定性和低水、氧敏感性，是一种极具潜力的钠二次电池正极材料。但是磷酸盐快离子导体型材料由于大的分子量导致相对低的理论比容量通常在100～120mAhg-1之间，而且由于磷酸根强的诱导效应导致其差的电子电导性。同时，磷酸盐快离子导体型材料中心金属钒通常有毒性、储量低而且成本高。磷酸盐快离子导体型材料这些缺点严重阻碍了它在钠二次电池领域的应用和发展。利用无毒、低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快离子导体钠二次电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)制备凝胶前驱体Na

【技术特征摘要】
1.一种快离子导体钠二次电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备凝胶前驱体Na3+2xMn1+xTi1-x(PO4)3
按化学计量比称量钠源、锰源、钛源、磷源和有机配体，然后加入到溶剂中搅拌溶解，再在60～90℃的水浴条件下加热搅拌直至水完全挥发，干燥，研磨成粉，得到凝胶前驱体Na3+2xMn1+xTi1-x(PO4)3；其中，0.15≤x≤0.3；
(2)制备Na3+2xMn1+xTi1-x(PO4)3/C材料
将步骤(1)中得到的凝胶前驱体Na3+2xMn1+xTi1-x(PO4)3在保护性气体氛围、600～700℃条件下进行煅烧，待煅烧结束后，得到Na3+2xMn1+xTi1-x(PO4)3/C材料，即所述的快离子导体钠二次电池正极材料。


2.根据权利要求1所述的快离子导体钠二次电池正极材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的x的取值范围为：0.15≤x≤0.2。


3.根据权利要求1所述的快离子导体钠二次电池正极材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的钠源为可溶性钠源；
步骤(1)中所述的锰源为可溶性锰源；
步骤(1)中所述的钛源为可溶性钛源；
步骤(1)中所述的磷源为磷酸和磷酸盐中的至少一种；
步骤(1)中所述的有机配体为柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、氨基酸、甘氨酸、L-亮氨酸和水溶性淀粉中的一种或几种。


4.根据权利要求3所述的快离子导体钠二次电池正极材料的制备方法，其特征在于：
步骤(1)中所述的钠源为乙酸钠、甲酸钠、草酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、硝酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸氢铵钠和磷酸三钠中的一种或几种；
步骤(1)中所述的锰源为乙酸锰、硝酸锰和磷酸二氢锰中的一种或几种；
步骤(1)中所述的钛源为钛酸四乙酯、异辛醇钛、四甲醇钛、钛酸四丁酯、双(乙酰丙酮基)二异丙基钛酸酯、钛酸异丙酯和二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛中的一种或几种；
步骤(1)中所述的磷源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸钠、磷酸氢二钠和磷酸氢铵钠中的一种或几种；
步骤(1)中所述的有机配体为柠檬酸、葡萄糖和蔗糖中的一种或几种。


5.根据权利要求1所述的快离子导体钠二次电池正极材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰飞，侯贤华，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44