【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池，具体而言，涉及一种隧道型锰酸钠正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着当今社会经济与科技高速发展，人类对能的源需求量也随着日益增加。当前，化石燃料依旧是火力发电的主力军，但使用化石燃料会导致大量碳排放造成温室效应。可再生清洁能源技术得到快速发展，但可再生清洁能源具有很强的不确定性和时效性，因此大规模储能成为发电侧最主要配置。电池储能技术因其对环境友好、经济效益好、具有较高的能量转化率而被广泛应用。锂离子电池因其优越的电化学性能被广泛应用与人们的日常生活中，但近年来，锂资源价格疯涨、安全事故频发，铅酸电池因环境污染问题也即将成为过去，这迫使人们在储能领域上寻找新的突破成为了必然。
2、水系钠离子电池因为使用水溶液电解液，电解液离子导电率高，且没有有机电解液的易燃易爆特点而引起人们的关注。多层锰氧化物虽然具有更高的储钠能力，但其结构在水系电解液中容易出现坍塌而影响电池的循环性能，且合成工艺较为复杂，这也很大程度上阻碍了多层锰氧化物的发展。隧道型锰酸钠同样具有高的理论比容量(121mah/g)，且结构稳定性、倍率性都较多层锰酸钠好，但其在水系钠离子电池中目前多数只能达到40～50mah/g，很难取得更高容量。
3、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、为解决目前隧道型锰酸钠正极材料容量低、暴露在空气中吸水性强、全电池充放电循环稳定性能差的问题，本专利技术提供一种隧道型锰酸钠正极材料。
2、为了实现本专利技术的
3、本专利技术的一个方面，涉及一种隧道型锰酸钠正极材料，所述隧道型锰酸钠正极材料的结构通式为：
4、na0.44mn(1-x)tixfyo(2-y)；
5、其中，x的取值为0.05～0.2；y的取值为0.03～0.1。
6、所述的隧道型锰酸钠正极材料，容量高，充放电循环稳定性、倍率性能好，空气稳定性高，不易吸水团聚。
7、本专利技术的另一个方面，还涉及所述的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法，包括以下步骤：
8、(a)将原料和有机酸混合均匀，得到前驱体；
9、所述原料包括：钠源、锰源、钛源和氟源；
10、(b)将所述前驱体进行烧结，得到所述隧道型锰酸钠正极材料。
11、所述的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法，方法简单，极易商业化生产，成本低廉，解决了生产中出现的吸水团聚，比容量无法提升的问题。
12、本专利技术的另一个方面，还涉及一种正极极片，主要由所述的隧道型锰酸钠正极材料或所述的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法制备得到的隧道型锰酸钠正极材料制成。
13、本专利技术的另一个方面，还涉及一种水系钠离子电池，包括所述的正极极片。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
15、(1)本专利技术提供的隧道型锰酸钠正极材料，在na0.44mno2中引入ti、f两种离子，其中ti离子掺杂可以提升该正极材料的比容量，对材料结构起到支撑和稳定的作用，减弱姜泰勒效应的发生，提升电池的充放电循环稳定性以及获得更好的倍率性能；同时再掺入电负性最强的f离子，可进一步提升材料的比容量，并占据结构中一部分o原子，减少材料与空气中水分的结合，有助于防止材料因吸水而发生的团聚现象。
16、(2)本专利技术提供的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法，方法简单，极易商业化生产，成本低廉，制备得到的隧道型锰酸钠正极材料在比容量、吸水性、容量保持率、倍率性能上均优于未经掺杂的锰酸钠。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种隧道型锰酸钠正极材料，其特征在于，所述隧道型锰酸钠正极材料的结构通式为：
2.根据权利要求1所述的隧道型锰酸钠正极材料，其特征在于，所述隧道型锰酸钠正极材料的晶体结构包括：正交晶体。
3.如权利要求1或2所述的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为700～900℃；
5.根据权利要求3所述的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述前驱体中，钠、锰、钛和氟的摩尔比为0.44：0.8～0.95：0.05～0.2：0.03～0.1；
6.根据权利要求3所述的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述原料的粒径为4～7μm；
7.根据权利要求3所述的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法，其特征在于，采用搅拌混合的方式将所述原料和所述有机酸混合均匀；
8.根据权利要求3所述的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述钠源包括：氢氧化钠、碳酸钠、硝酸钠、乙酸钠或硫酸钠中的至少一种；<...
【技术特征摘要】
1.一种隧道型锰酸钠正极材料，其特征在于，所述隧道型锰酸钠正极材料的结构通式为：
2.根据权利要求1所述的隧道型锰酸钠正极材料，其特征在于，所述隧道型锰酸钠正极材料的晶体结构包括：正交晶体。
3.如权利要求1或2所述的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述烧结的温度为700～900℃；
5.根据权利要求3所述的隧道型锰酸钠正极材料的制备方法，其特征在于，所述前驱体中，钠、锰、钛和氟的摩尔比为0.44：0.8～0.95：0.05～0.2：0.03～0.1；
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨奎，杨应昌，余菊花，黄小燕，罗兴怀，
申请(专利权)人：深圳为方能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。