一种具有非晶/纳米晶的过渡金属氧化物正极材料及其制备方法和应用

文档序号:34460229发布日期:2023-06-15 02:06阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种非晶/纳米晶过渡金属氧化物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所述的非晶/纳米晶过渡金属氧化物正极材料的制备方法,其特征在于:还原性前驱体或者氧化性前驱体具有目标氧化物中的金属元素,与之对应的氧化性物质或者还原性物质可含有或者不含有该金属元素,可发生氧化还原反应生成目标氧化物即可,二者的投料比例基于反应的电子转移数。

3.根据权利要求1所述的具有非晶/纳米晶过渡金属氧化物正极材料的制备方法,其特征在于,步骤2中混合溶液ⅰ置于室温条件20~40℃反应0~24h到非晶氧化物中间体。

4.根据权利要求1所述的具有非晶/纳米晶氧化物正极材料的制备方法,其特征在于:步骤3中非晶氧化物中间体需在一定气氛下煅烧一定时长来得到最终的目标产物即非晶/纳米晶过渡金属氧化物正极材料,并根据煅烧氛围选择加热设备马弗炉,管式炉。

5.根据权利要求1所述的具有非晶/纳米晶氧化物正极材料的制备方法,其特征在于:步骤1中还原性前驱体或氧化性前驱体与其对应的氧化剂或者还原剂摩尔比基于其化学反应的电子转移数;

6.根据权利要求1所述的具有非晶/纳米晶氧化物正极材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:

7.根据权利要求1-6任一方法制备得到的具有非晶/纳米晶氧化物正极材料。

8.根据权利要求7所述的具有非晶/纳米晶氧化物正极材料的应用,其特征在于:可应用于电池正极材料。

9.根据权利要求8所述的具有非晶/纳米晶氧化物正极材料的应用,其特征在于:可应用于水系锌离子电池,非晶/纳米晶氧化物正极性能相较于α-mno2有了较大提升,特别是在大电流充放电时,表明非晶/纳米晶氧化物正极材料是具有快速充放电潜力的材料。


技术总结
本发明公开了一种具有非晶/纳米晶的过渡金属氧化物正极材料及其制备方法和应用,该材料中同时共存非晶区域和纳米晶区域且纳米晶区域之间由非晶进行连接,该材料的纳米晶区域可以用于离子的储存,非晶区域具有较高的反应活性并且可以提供较多的活性位点和离子扩散通道,降低锌离子的嵌入能垒和在电极材料内部的扩散能垒从而提高材料的倍率性能和稳定性。施加5A/g的电流密度时,目前主流的晶型材料α‑MnO<subgt;2</subgt;的理论比容量为30mAh/g左右,而采用非晶/纳米晶MnO<subgt;2</subgt;材料的电池则可以保持150mAh/g左右,其理论比容量相较于传统晶型α‑MnO<subgt;2</subgt;材料提升了4倍。该方法成本低廉,操作简单,策略新颖,效果明显。

技术研发人员:李盛,周树豪,王首岳,刘欢,刘珊珊
受保护的技术使用者:南京工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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