一种隧道型锰酸钠材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种隧道型锰酸钠材料及其制备方法与应用。所述隧道型锰酸钠材料为纳米棒状形貌，直径为50nm～10μm，优选为200nm～500nm；长度为0.1μm～50μm，优选为1μm～10μm；化学组成为Na<subgt;0.44‑x</subgt;K<subgt;x</subgt;MnO<subgt;2</subgt;，其中0≤x≤0.2，优选为0≤x≤0.03。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料制备，具体涉及一种隧道型锰酸钠纳米棒材料及其离子交换制备方法与应用。

技术介绍

1、隧道型锰酸钠(na0.44mno2)材料是具有大的一维孔道结构的三维储钠材料。隧道型锰酸钠结构中，锰氧多面体共边连接形成互相平行的双重或三重线性链，这些链子构成锰结构框架并形成大的孔道，从而可以容纳钠离子嵌入和脱出。这种独特的晶体结构使其具有优异性质，如高离子电导率、高稳定性等，适合作为储钠正极，在储能方面有巨大的应用潜力。从稳定性角度来说，与其他二维层状氧化物等正极相比，隧道型锰酸钠对空气和水高度稳定，不会因长期与空气和水接触而导致变质，便于大规模生产和保存，在水系储钠系统中具有极高的应用价值。从电化学角度来说，隧道型锰酸钠独特的大型孔道结构适合钠离子的快速嵌入脱出，使其具有电容式钠离子储存，同时其三维框架可以减少其在钠离子嵌入脱出当中产生的体积变化，具有极佳的倍率性能和循环稳定性，优于常见的层状氧化物正极，在快速充电电池和钠离子电容器方面有广阔的应用前景。与此同时，与上述应用中目前广泛采用的相关材料相比，隧道型锰酸钠制备条件宽松，无需严格气氛，制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种隧道型锰酸钠材料，其特征在于，所述隧道型锰酸钠材料为纳米棒状形貌，直径为50nm～10μm，优选为200nm～500nm；长度为0.1μm～50μm，优选为1μm～10μm；化学组成为Na0.44-xKxMnO2，其中0≤x≤0.2，优选为0≤x≤0.03。

2.根据权利要求1所述的隧道型锰酸钠材料，其特征在于，所述隧道型锰酸钠材料在0.2C下的容量为90～150mAh g-1，优选为110～122mAh g-1；20C下的容量为20～90mAh g-1，优选为65～85mAh g-1；0.5C下循环200圈的容量保持率为50％～100％，优选为90％～99％；20C...

【技术特征摘要】

1.一种隧道型锰酸钠材料，其特征在于，所述隧道型锰酸钠材料为纳米棒状形貌，直径为50nm～10μm，优选为200nm～500nm；长度为0.1μm～50μm，优选为1μm～10μm；化学组成为na0.44-xkxmno2，其中0≤x≤0.2，优选为0≤x≤0.03。

2.根据权利要求1所述的隧道型锰酸钠材料，其特征在于，所述隧道型锰酸钠材料在0.2c下的容量为90～150mah g-1，优选为110～122mah g-1；20c下的容量为20～90mah g-1，优选为65～85mah g-1；0.5c下循环200圈的容量保持率为50％～100％，优选为90％～99％；20c下循环900圈的容量保持率为50％～100％，优选为95％～99％。

3.一种权利要求1或2所述的隧道型锰酸钠材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将钾源粉体和锰源粉体混合并进行第一次煅烧得到k0.5mno2前驱体，然后将所述k0.5mno2前驱体与钠源粉体混合并进行第二次煅烧以发生离子交换，经去离子水浸泡、抽滤、洗涤、干燥，得到所述隧道型锰酸钠材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钾源粉体选自碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾、氧化钾中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄富强，毕辉，曹宇舸，肖美静，董武杰，蔡天逊，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：