一种负电性锰基混合磷酸盐纳米片储钠正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种负电性锰基混合磷酸盐纳米片储钠正极材料及其制备方法。该材料以Na<subgt;4</subgt;Mn<subgt;3</subgt;(PO<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;P<subgt;2</subgt;O<subgt;7</subgt;(NMPP)为基元，依据材料表面能与溶剂表面能相近条件下的化学键断裂策略，在介质溶剂中采用液压剪切减薄技术，制备得到负极性晶面暴露的Na<subgt;4</subgt;Mn<subgt;3</subgt;(PO<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;P<subgt;2</subgt;O<subgt;7</subgt;纳米片(NMPP‑NP)。本发明专利技术通过改变介质溶剂、减薄速率和时间等制备条件，可实现具有不同表面粗糙度和尺寸差异NMPP‑NP的可控制备。所制得NMPP‑NP呈负电性，但均属于正交晶系pn2<subgt;1</subgt;a空间群且无杂相存在，其厚度可被减薄到3～5nm。本发明专利技术材料的制备方法简单、原材料价格低廉、环境友好，且具有较高的结构稳定性和循环稳定性，用于钠离子电池具有高倍率性能，有望作为高性能钠离子电池正极材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池，具体涉及一种钠离子电池正极材料及其制备方法。

技术介绍

1、钠离子电池具有和锂离子电池相似的工作原理。但相比于高度商业化的锂离子电池和日益减少的锂矿储量，钠离子电池具有成本低、原材料广泛和研发潜力大的优势，因此开发高能量密度的电极材料就成为钠离子电池发展的关键问题。其中，正极材料决定钠离子电池能量密度的高低。钠离子电池的正极材料有很多，例如层状氧化物、聚阴离子类化合物、普鲁士蓝类化合物及有机电极材料等。层状氧化物具有相对较高的理论容量以及快速的钠离子扩散速率，但是在工作过程中会产生多重相变。对于一部分使用重金属元素的层状化合物，会对环境产生不可逆的损害；普鲁士蓝类化合物尽管成本较低，但其缺陷较多，理论容量较低，无法获得高能量密度的完整器件；有机化合物尽管具有稳定的氧化还原电位，但是它缓慢的动力学限制了其进一步的应用；聚阴离子类化合物具有开放稳定的三维结构，有利于钠离子的传输，并且具有较高的能量密度，是具有潜力的一类正极材料。聚阴离子类化合物的化学式为axmy[(xom)n]z(a＝li/na，m为可变价过渡金属离子，x＝p、s、v本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种负电性锰基混合磷酸盐纳米片储钠正极材料，其特征在于：该材料为具有负电性的Na4Mn3(PO4)2P2O7纳米片，属于pn21a型空间群，纳米片的厚度为3～5nm。

2.一种权利要求1所述的负电性锰基混合磷酸盐纳米片储钠正极材料的制备方法，其特征在于：将Na4Mn3(PO4)2P2O7分散于介质溶剂中，所得分散液采用高剪切速率剪切30～60min后低速离心，将上清液抽滤获得减薄后的固体粉末，将固体粉末在60～120℃下真空干燥2～12h，得到负电性锰基混合磷酸盐纳米片储钠正极材料。

3.根据权利要求2所述的负电性锰基混合磷酸盐纳米片储钠正极材料的制备方法，其...

【技术特征摘要】

1.一种负电性锰基混合磷酸盐纳米片储钠正极材料，其特征在于：该材料为具有负电性的na4mn3(po4)2p2o7纳米片，属于pn21a型空间群，纳米片的厚度为3～5nm。

2.一种权利要求1所述的负电性锰基混合磷酸盐纳米片储钠正极材料的制备方法，其特征在于：将na4mn3(po4)2p2o7分散于介质溶剂中，所得分散液采用高剪切速率剪切30～60min后低速离心，将上清液抽滤获得减薄后的固体粉末，将固体粉末在60～120℃下真空干燥2～12h，得到负电性锰基混合磷酸盐纳米片储钠正极材料。

3.根据权利要求2所述的负电性锰基混合磷酸盐纳米片储钠正...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琪，马继贤，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
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