本发明专利技术涉及一种钠离子电池正极材料的制备方法及其应用，包括如下步骤：在络合剂溶液中滴加特定的钠源、锰源和钛源水溶液混合物，充分络合后将溶液pH值调整至中性偏碱性，蒸去水分，烘干得到凝胶并磨碎；将磨碎的凝胶进行压片，氩气氛围下烧结、冷却，然后再次压片，空气或氧气氛围下进行第二次烧结，冷却后得到钠离子电池正极材料Na<subgt;0.44</subgt;Mn<subgt;0.8</subgt;Ti<subgt;0.2</subgt;O<subgt;2</subgt;。本发明专利技术提供的方法制备出的正极材料晶面得到了定向生长，有效缩短了钠离子在材料中的扩散路径，提高了材料的电化学性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学储能及二次电池电极材料制备，具体涉及一种钠离子电池正极材料钛锰酸钠的制备方法。
技术介绍
1、目前，二次电池体系中发展最快、技术最成熟的锂离子电池受到广泛关注。以锂离子电池为代表的二次电池体系成为各种便携电子设备以及纯电动汽车的动力来源，极大的推动了电子产品和电动汽车行业的发展。然而，地壳中的锂资源是十分有限的，人们对于锂资源的消耗却是逐年增加的，这不仅刺激了锂价格持续增高，还引发了人们对于锂储量的担忧。和锂位于同一主族，钠在自然界中分布广泛，价格低廉，物理化学性质相似，钠离子电池和锂离子电池工作原理相似，但是电极材料方面更能够利用廉价的过渡金属元素，因此在降低成本、降低对于自然资源供给的依赖方面有较大的发展空间，钠离子电池有望在未来储能领域扮演更加重要的角色。
2、自20世纪70年代末研究者发现na+在层状氧化物naxcoo2中能够可逆脱出/嵌入以来，关于钠离子电池正极材料的研究越来越多。钠离子电池正极材料主要包括金属氧化物类、聚阴离子类、普鲁士蓝类和有机类。近期，过渡金属层状氧化物由于其易于合成，比容量高而受到广泛关注，是最有优势实现工业化的路线。但其存在的低循环寿命、低功率密度限制了其实际应用。因而提高氧化物正极材料的长循环稳定性和实现高功率密度是目前研究的重点。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种钠离子电池正极材料的制备方法及应用。
2、一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
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p>3、将钠源、锰源和钛源溶于水形成混合金属盐溶液，滴加入络合溶液中得混合溶液，调节混合溶液至碱性，去除溶剂，烘干，得到凝胶并磨碎；4、将磨碎的凝胶进行第一次加热烧结，冷却，压片，并将压片后样品进行第二次加热烧结，得到钠离子电池正极材料na0.44mn0.8ti0.2o2。
5、进一步地，所述的络合溶液，包含络合剂、分散剂和水；
6、进一步地，所述的络合溶液，络合剂为柠檬酸、马来酸、草酸、草酸铵、抗坏血酸中的一种或多种，分散剂为聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸酯淀粉、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种或多种；
7、进一步地，所述的钠源，按比例多加1.0%-5.0%的摩尔量；
8、进一步地，所述的钠源为碳酸钠、醋酸钠、草酸钠、柠檬酸钠中的一种或多种；
9、进一步地，所述的锰源为氯化锰、醋酸锰、硝酸锰中的一种或多种；
10、进一步地，所述的钛源为醋酸钛、草酸钛或纳米钛酸；
11、进一步地，所述的调节混合液至碱性，ph值为8.0-11.0；
12、进一步地，所述的凝胶烘干温度为100-120℃，烘干时间为10.0-12.0h；
13、进一步地，所述的第一次煅烧与第二次煅烧，压片压力为10mpa，压片厚度为2.0-4.0mm，直径为12.7mm；
14、进一步地，所述的第一次煅烧，升温速率为5-10℃/min，气氛为氩气，气流量为每克目标材料2.0-5.0l/min，400-500℃下第一次煅烧4.0-6.0h；
15、进一步地，所述的第二次煅烧，850℃以下气氛为氩气，高于850℃气氛为空气或氧气，气流量为每克目标材料2.0-5.0l/min；
16、进一步地，所述的第二次煅烧，升温速率为2-5℃/min，850-950℃下煅烧10.0-15.0h。
17、本专利技术的有益效果在于：
18、本专利技术通过将有机体引入钠离子电池正极材料的前驱中，在惰性环境高温碳化，进而在有氧环境下碳微粒气化，通过热对流使晶粒在生长过程中不断发生作用，改变晶体的取向，缩短钠离子在材料中的扩散距离，提高材料的电化学性能。
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【技术保护点】
1.一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的络合溶液，包含络合剂、分散剂和水。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的络合溶液，络合剂为柠檬酸、马来酸、草酸、草酸铵、抗坏血酸中的一种或多种，分散剂为聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸酯淀粉、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的钠源，按比例多加1.0%-5.0%的摩尔量。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的钠源为碳酸钠、醋酸钠、草酸钠、柠檬酸钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的锰源为氯化锰、醋酸锰、硝酸锰中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的钛源为醋酸钛、草酸钛或纳米钛酸。
>8.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的调节混合液至碱性，pH值为8.0-11.0。9.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的凝胶烘干温度为100-120℃，烘干时间为10.0-12.0h。
10.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的第一次煅烧与第二次煅烧，压片压力为10.0MPa，压片厚度为2.0-4.0mm，直径为12.7mm。
11.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的第一次煅烧，升温速率为5-10℃/min，气氛为氩气，气流量为每克目标材料2.0-5.0L/min，400-500℃下第一次煅烧4.0-6.0h。
12.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的第二次煅烧，850℃以下气氛为氩气，高于850℃气氛为空气或氧气，气流量为每克目标材料2.0-5.0L/min。
13.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的第二次煅烧，升温速率为2.0-5.0℃/min，850-950℃下煅烧10.0-15.0h。
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【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的络合溶液，包含络合剂、分散剂和水。
3.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的络合溶液，络合剂为柠檬酸、马来酸、草酸、草酸铵、抗坏血酸中的一种或多种，分散剂为聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸酯淀粉、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的钠源，按比例多加1.0%-5.0%的摩尔量。
5.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的钠源为碳酸钠、醋酸钠、草酸钠、柠檬酸钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的锰源为氯化锰、醋酸锰、硝酸锰中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述的钛源为醋酸钛、草酸钛或纳米钛酸。
8.根据权利要求1所述的一种钠离子电池正极材料的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李顺琦，白天省，李晓琳，王达健，史普超，
申请(专利权)人：山东艾能钠光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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