一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料制备方法及其电池与流程

本发明涉及电池，具体为 一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料制备方法及其电池。

背景技术：

1、在新旧能源形式转变，新能源的利用与发展过程中，二次电池扮演着重要的角色。目前尽管铅酸电池、锂离子电池广泛应用于在移动电源、储能领域等领域，但是由于各自的缺陷新的电池体系正开始快速的发展，新兴的水系电池备受关注。锰酸钠钠离子电池是一种可再充电的电池，采用锰酸钠（namno2）作为正极材料，钠金属（na）作为负极材料。这种电池的工作原理涉及到电池的充放电过程。钠离子电池发展前景广阔。和锂电池相比，钠离子电池具有原料资源丰富、成本低廉、环境友好、高低温下性能表现好、安全性高等优势。除此之外，钠离子电池与锂离子电池的工作原理极其相似。钠离子电池是主要依靠钠离子在正极和负极之间移动，以钠离子嵌入化合物作为正极材料的一种可二次充电的电化学电池。钠离子电池的制造设备和锂离子电池也完全兼容，钠离子电池的生产可以沿用锂离子电池设备，转换成本低。

2、但是目前的碳复合锰酸钠钠离子正极材料制备方法过于繁琐复杂，粒径分布不均匀，制备条件难以控制，亟待改进。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种碳复合锰酸钠钠离子电池正极材料及其电池，方法简单，制备的电池具有良好的循环稳定性。

2、为达成上述目的，本发明提出如下技术方案： 一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料制备方法，包括如下步骤：

3、称取钠源、锰源和碳源为原料，加入到去离子水中，将混合后的钠源、锰源和碳源转移至超临界高压反应釜中，设置加热温度为200～350℃，搅拌速度为500～1000rpm，在设定加热温度加热30～60min，将混合后的溶液进行冷冻干燥处理，通过粉碎机进行粉碎，制备水系钠电用正极材料naxmno2/c，x=0.44~1，正极材料，通过匀浆涂布制备正极电极极片，正极集流体选用20μm的铝箔，制备的naxmno2/c（x=0.44~1）正极材料与钠片组配成钠离子半电池。

4、优选的，所述在超临界高压反应釜中加入200毫升去离子水，然后依次称取一定量的碳酸钠粉末和碳酸锰粉末，打开高温高压反应釜搅拌开关，控制搅拌速度为500rpm，以5℃/mim升温速率升到350℃，维持此温度与压力30min，然后冷却取出冷冻干燥后，通过粉碎机进行粉碎，制备水系钠电用naxmno2/c正极材料，通过匀浆涂布制备正极电极极片，正极集流体选用20μm的铝箔。

5、一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料，如上述的一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料制备方法获得。

6、一种电池，其正极采用上述的一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料制成的正极电极极片，在手套箱中，与负极组装钠离子扣式电池。

7、有益效果，本申请的技术方案具备如下技术效果：

8、一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料制备方法制备的naxmno2/c（x=0.44~1）粉体材料结晶度高、纯度高，与常规溶胶凝胶法、水热法或固相合成法相比，制备的naxmno2/c（x=0.44~1）粉体材料具有纯度高，制备条件易控，参数优化简单，组配成钠离子半电池，在0.1c倍率充放电容量保持在112mah/g，0.1c倍率循环50次以后电容量保持99.9%，具有良好的循环稳定性。

9、应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

10、结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

技术特征：

1.一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的 一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料制备方法，其特征在于：所述在超临界高压反应釜中加入200毫升去离子水，然后依次称取一定量的碳酸钠粉末和碳酸锰粉末，打开高温高压反应釜搅拌开关，控制搅拌速度为500rpm，以5℃/mim升温速率升到350℃，维持此温度与压力30min，然后冷却取出冷冻干燥后，通过粉碎机进行粉碎，制备水系钠电用naxmno2/c正极材料，通过匀浆涂布制备正极电极极片，正极集流体选用20μm的铝箔。

3.一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料，其特征在于：如权利要求1-2任意一项所述的一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料制备方法获得。

4.一种电池，其特征在于，其正极采用如权利要求3所述的一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料制成的正极电极极片，在手套箱中，与负极组装钠离子扣式电池。

技术总结
本发明提供一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料制备方法及其电池，包括步骤称取钠源、锰源和碳源为原料，加入到去离子水中，将混合后的钠源、锰源和碳源转移至超临界高压反应釜中，设置加热温度200～350℃，搅拌速度500～1000rpm，在设定加热温度加热30～60min，将混合后的溶液进行冷冻干燥处理，通过粉碎机进行粉碎，制备水系钠电用正极材料Na<subgt;x</subgt;MnO<subgt;2</subgt;/C。一种碳复合锰酸钠钠离子正极材料制备方法制备的Na<subgt;x</subgt;MnO<subgt;2</subgt;/C（x=0.44~1）粉体材料结晶度高、纯度高，与常规溶胶凝胶法、水热法或固相合成法相比，制备的Na<subgt;x</subgt;MnO<subgt;2</subgt;/C（x=0.44~1）粉体材料具有粒径分布均匀，制备条件易控，参数优化简单，组配成钠离子半电池，在0.1C倍率充放电容量保持在112mAh/g，0.1C倍率循环50次以后电容量保持99.9%，具有良好的循环稳定性。

技术研发人员：曹翊,李正曦,杨立滨,王恺,葛中原,李昌盛
受保护的技术使用者：恩力能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21