一种锰基聚阴离子型正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种锰基聚阴离子型正极材料及其制备方法和应用，属于钠离子电池正极材料技术领域。本发明专利技术公开正极材料，化学式为Na<subgt;x</subgt;Li<subgt;y</subgt;MnV<subgt;0.5</subgt;Ti<subgt;0.5</subgt;(PO<subgt;4</subgt;)<subgt;3</subgt;，其中，3≤x≤3.5，0≤y≤0.5，x+y=3.5，由于引入了锂离子，碱性金属离子与氧原子之间的电子轨道重叠被削弱，从而使氧原子与周围的Mn<supgt;2+</supgt;产生了更强的配位作用，这种增强的Mn‑O键抑制了充放电过程中由Mn<supgt;3+</supgt;（Mn<supgt;2+</supgt;在高电位被氧化所得）引起的Jahn‑Teller畸变；通过该锰基聚阴离子型正极材料能够在确保储钠比容量的同时，显著提升材料的循环稳定性和倍率性能，其储钠电化学性能明显优于不掺锂的纯相材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠离子电池正极材料，具体涉及一种锰基聚阴离子型正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着全球能源结构的转型和可持续发展的需求，开发高效、低成本、环境友好的能源存储技术变得尤为重要。在各种能源存储技术中，锂离子电池凭借高能量密度、长循环寿命、快速充放电等优点，成为了近几年研究热点。然而受锂离子电池的高成本以及国内锂金属资源稀缺且难以开发的限制，研究开发更具高性能、长寿命、经济性和安全性的新一代二次电池已迫在眉睫。相比于锂金属，钠金属资源丰富、价格低廉，同时，得益于钠元素与锂元素拥有相似的化学性质，钠离子电池已成为二次电池中的新选择。

2、正极材料在钠离子电池中扮演着关键角色，不仅因为其比重大，更关键的是它决定了电池的工作电压范围。理想的正极材料应具备高工作电压、大比容量、良好的电子和离子传导性、结构稳定性以及成本低廉和低毒性等特点。目前钠离子电池中的主流正极材料分为：层状氧化物，聚阴离子型化合物，普鲁士蓝类材料，其他材料等。其中聚阴离子型化合物凭借循环性能、倍率性能优异，工作电压平台稳定，离子传导速率好，热稳定性非常高等优点成本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锰基聚阴离子型正极材料，其特征在于，所述锰基聚阴离子型正极材料的化学式为NaxLiyMnV0.5Ti0.5(PO4)3；

2.权利要求1所述的一种锰基聚阴离子型正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种锰基聚阴离子型正极材料的制备方法，其特征在于，所述钠盐为三水合乙酸钠、硝酸钠和碳酸钠中的一种或多种；所述锂盐为乙酸锂、硝酸锂和草酸锂中的一种或多种；所述锰盐为四水合硝酸锰、乙酸锰及四水合乙酸锰中的一种或多种；

4.根据权利要求3所述的一种锰基聚阴离子型正极材料的制备方法，其特征在于，所述钒盐为偏钒酸铵、乙酰丙酮钒...

【技术特征摘要】

1.一种锰基聚阴离子型正极材料，其特征在于，所述锰基聚阴离子型正极材料的化学式为naxliymnv0.5ti0.5(po4)3；

2.权利要求1所述的一种锰基聚阴离子型正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种锰基聚阴离子型正极材料的制备方法，其特征在于，所述钠盐为三水合乙酸钠、硝酸钠和碳酸钠中的一种或多种；所述锂盐为乙酸锂、硝酸锂和草酸锂中的一种或多种；所述锰盐为四水合硝酸锰、乙酸锰及四水合乙酸锰中的一种或多种；

4.根据权利要求3所述的一种锰基聚阴离子型正极材料的制备方法，其特征在于，所述钒盐为偏钒酸铵、乙酰丙酮钒和五氧化二钒中的一种或多种；所述钛盐为钛酸四丁酯、钛酸异丙酯和四氯化钛中的一种或多种；所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸和磷酸氢二铵中的一种或多种；

5.根据权利要求2所述的一种锰基聚阴离子型正极材料的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张皝，韩宏升，李会华，陈明华，曲宏旭，常帅杰，张明星，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：