CN108101113B - Na2Mn3O7的制备方法及其应用 - Google Patents
Na2Mn3O7的制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108101113B CN108101113B CN201611053969.0A CN201611053969A CN108101113B CN 108101113 B CN108101113 B CN 108101113B CN 201611053969 A CN201611053969 A CN 201611053969A CN 108101113 B CN108101113 B CN 108101113B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sodium
- certain amount
- manganese
- precursor
- source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 47
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 14
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 4
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 229940071125 manganese acetate Drugs 0.000 claims description 3
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 claims description 3
- UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);diacetate Chemical compound [Mn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UOGMEBQRZBEZQT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 claims description 3
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims description 3
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 2
- 229920000447 polyanionic polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- IKULXUCKGDPJMZ-UHFFFAOYSA-N sodium manganese(2+) oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mn+2].[Na+] IKULXUCKGDPJMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910032387 LiCoO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014515 Na0.6MnO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019338 NaMnO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910001488 sodium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G45/00—Compounds of manganese
- C01G45/12—Manganates manganites or permanganates
- C01G45/1221—Manganates or manganites with a manganese oxidation state of Mn(III), Mn(IV) or mixtures thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/054—Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
- H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种Na2Mn3O7的制备方法，包括以下步骤：S1将一定量的钠源、锰源、对苯二甲酸和聚乙烯吡咯烷酮溶于乙醇与二甲基甲酰胺的混合溶剂，搅拌均匀；S2加热反应；S3自然冷却；S4抽滤并干燥得到前驱体；S5将前驱体升温至800‑1100℃，在空气氛围下煅烧，获得Na2Mn3O7。本发明提供的Na2Mn3O7的制备方法，操作简单、周期短、成本低。本发明还公开Na2Mn3O7在钠电池材料上的应用。
Description
技术领域
本发明涉及电池材料技术领域，具体地说，涉及一种Na2Mn3O7的制备方法以及Na2Mn3O7在电池材料上的应用。
背景技术
目前锂离子电池在电子及电动车产业领域中被广泛应用，但随着下游电子产品的普及推广以及国家相关政策对新能源汽车的持续支持和市场需求的强劲增长，使得新能源产业呈现爆发式发展，带动上游锂离子电池关键原材料碳酸锂需求增大，预计未来供需缺口还可能继续扩大。然而，锂资源在地球上的储量并不丰富，持续的消耗必将伴随着锂资源的逐步枯竭。美国地质调查所2015年的最新数据表明，世界已查明的锂资源量约为3950万吨，储量约1350万吨。其主要集中在南美洲如智利、阿根廷和玻利维亚，其次是澳大利亚和加拿大，其价格由1991年锂离子电池面世以来已翻了数倍。另据锂业分会统计，2015年初电池级碳酸锂价格4.3万元/吨，年底报价已至12.3万元/吨，上涨近3倍，截至2016年2月18日，电池级碳酸锂已达到15万-16万元/吨。相较于锂资源的有限储量以及不均衡分布，钠资源十分丰富且广泛分布与地表和海洋，约占地壳元素储量的2.64%。从材料本身的成本来看，钠仅为锂的二十分之一。即使增加其他材料，成本至少也可以降到原先成本的一半以下。因此，钠离子电池是一种非常有前景的二次电池，特别是在对电池的体积能量密度要求不高的大规模储能方面拥有广泛的应用前景。当前国际市场锂离子电池正极材料LiCoO2的价格持续上涨，给锂离子电池生产企业带来巨大压力的情况下，开发出低成本的钠离子电极材料具有重大意义。
当前，钠离子电池的正极材料主要分为两大类型，即聚阴离子型和氧化物型。聚阴离子具有较多的氧离子和配位空间，故往往可以与过渡金属离子构成相互连接的空间聚联结构。但是聚阴离子化合物普遍存在比容量低、压实密度小等缺点。氧化物型的材料主要代表是层状NaxMO2（M = Mn，Co，Fe，Cr，Ni）型氧化物，这类材料的特点是容量高和多电压平台，但是电压平台稍低以及充放电循环过程中大多存在多个相变过程导致结构不稳定，因此大大限制了它们的实际开发利用。因此，寻找既有较高比容量又具备循环稳定性的氧化物型材料迫在眉睫。在NaxMO2（M = Mn，Co，Fe，Cr，Ni）型氧化物体系中，NaxMnO2体系因为Mn元素的无毒无害性、价格相对低廉以及较高的比容量的优点，受到了学界广泛的研究。例如，P2-Na0.6MnO2材料首圈可以获得150mAh/g的容量，但是仅仅经过10次循环后就衰减了一半的容量，循环稳定性极差；同样的循环性能也体现在O3-NaMnO2体系中。近期，Na0.31MnO1.9和NaMn3O5作为新型钠锰氧化物被报道。前者虽然表现出较好的循环性能，但是比容量太低（小于100mAh/g）；后者虽然有较高的比容量，但是循环稳定性太差。因此，目前报道的钠锰氧化物系列材料不能满足产业化的要求。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种Na2Mn3O7的制备方法。
本发明公开的Na2Mn3O7的制备方法所采用的技术方案是:
一种Na2Mn3O7的制备方法，包括以下步骤：
S1将一定量的钠源、锰源、对苯二甲酸和聚乙烯吡咯烷酮溶于乙醇与二甲基甲酰胺的混合溶剂，搅拌均匀；
S2加热反应；
S3自然冷却；
S4抽滤并干燥得到前驱体；
S5将前驱体升温至800-1100℃，在空气氛围下煅烧，获得Na2Mn3O7。
作为优选方案，步骤S2中，在160℃-200℃的条件下，热反应11至13小时。
作为优选方案，所述钠源为硝酸钠、乙酸钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种。
作为优选方案，所述锰源为氯化锰、乙酸锰或硝酸锰的水溶液。
作为优选方案，所述对苯二甲酸的浓度为0.1mol/L，所述聚乙烯吡咯烷酮为分子量为10000，浓度为0.01667mol/L。
作为优选方案，所述钠源、锰源和对苯二甲酸的摩尔比为2：1：3。
作为优选方案，步骤S5中，先将前驱体升温至450℃，保温3小时，然后升温至800-1100℃，保温10小时。
作为优选方案，在步骤S5中，前驱体的升温速度为5℃/min。
本发明公开的Na2Mn3O7的制备方法的有益效果是：Na2Mn3O7的制备方法操作简单、周期短、成本低。
本发明的另一目的在于提供Na2Mn3O7的一种新应用，用作钠离子电池的正极材料，具有优异的容量、倍率以及稳定的循环性能。
附图说明
图1是本发明Na2Mn3O7的制备方法制成的Na2Mn3O7的物相示意图；
图2是本发明Na2Mn3O7的制备方法制成的Na2Mn3O7的扫描电镜图；
图3是本发明Na2Mn3O7制成的电极片的恒流充放电曲线图；
图4是本发明Na2Mn3O7制成的电极片的倍率性能图；
图5是本发明Na2Mn3O7制成的电极片的循环稳定性能图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步阐述和说明:
一种Na2Mn3O7的制备方法，包括以下步骤：
S1将钠源、锰源、浓度为0.1mol/L的对苯二甲酸以及分子量为10000、浓度为0.01667mol/L的聚乙烯吡咯烷酮溶于乙醇与二甲基甲酰胺的混合溶剂，钠源、锰源和对苯二甲酸的摩尔比为2：1：3，所述钠源为硝酸钠、乙酸钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种，所述锰源为氯化锰、乙酸锰或硝酸锰的水溶液，搅拌均匀；
S2在160℃-200℃的条件下，热反应11至13小时；
S3自然冷却；
S4抽滤并干燥得到前驱体；
S5先以5℃/min的升温速度将前驱体升温至450℃，保温3小时，然后以5℃/min的升温速度升温至800-1100℃，保温10小时，获得Na2Mn3O7。
制备Na2Mn3O7的方法操作简单、周期短、成本低。
实施例
称取0.18gNaNO3、质量分数30%为250μL Mn（NO3）2的水溶液、0.4965g对苯二甲酸和0.5054g分子量为10000的聚乙烯吡咯烷酮，溶于15mL无水乙醇和15mL N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，搅拌2小时，在180℃条件下热反应12小时，自然冷却，抽滤并干燥后得到前驱体；将上述前驱体在1100℃、空气氛围下煅烧10小时，获得终产物Na2Mn3O7。所得产品的物相图请参考图1，扫描电镜图请参考图2。
取实施例二制得的Na2Mn3O7与炭黑、PVDF粘结剂按质量比70:20:10混合，再加入适量1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）作为分散剂，在玛瑙研钵中研磨至均匀糊状，涂覆于直径为19mm的铝箔上，然后将铝箔在120℃真空干燥12小时除去分散剂，即得正极片，转移至充满氩气的手套箱中进行纽扣电池的组装，纽扣电池型号为CR2032。负极为金属钠片，隔膜为聚丙烯微孔膜Celgard 2400，电解液为1mol/L的NaClO4溶液（溶剂为碳酸乙烯酯与碳酸二甲酯按体积比1:1组成的混合液）。组装好的测试电池静置6小时以上后，在Land测试系统上进行基本电化学性能测试，电压范围为1.2~4.0V。请参考图3恒流放电曲线图，请参考图4循环曲线图，请参考图5倍率性能图。
由图3、图4和图5可看出，由Na2Mn3O7制作的钠离子电池的正电极材料，展现出优异的容量、倍率和循环性能，具有良好的应用前景。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种Na2Mn3O7的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1将一定量的钠源、锰源、对苯二甲酸和聚乙烯吡咯烷酮溶于乙醇与二甲基甲酰胺的混合溶剂，搅拌均匀；
S2加热反应；
S3自然冷却；
S4抽滤并干燥得到前驱体；
S5将前驱体升温至800-1100℃，在空气氛围下煅烧，获得Na2Mn3O7。
2.如权利要求1所述的Na2Mn3O7的制备方法，其特征在于，步骤S2中，在160℃-200℃的条件下，热反应11至13小时。
3.如权利要求1所述的Na2Mn3O7的制备方法，其特征在于，所述钠源为硝酸钠、乙酸钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的Na2Mn3O7的制备方法，其特征在于，所述锰源为氯化锰、乙酸锰或硝酸锰的水溶液。
5.如权利要求1-4任一项所述的Na2Mn3O7的制备方法，其特征在于，所述对苯二甲酸的浓度为0 .1mol/L，所述聚乙烯吡咯烷酮为分子量为10000，浓度为0 .01667mol/L。
6.如权利要求1-4任一项所述的Na2Mn3O7的制备方法，其特征在于，所述钠源、锰源和对苯二甲酸的摩尔比为2：1：3。
7.如权利要求1-4任一项所述的Na2Mn3O7的制备方法，其特征在于，步骤S5中，先将前驱体升温至450℃，保温3小时，然后升温至800-1100℃，保温10小时。
8.如权利要求7所述的Na2Mn3O7的制备方法，其特征在于，在步骤S5中，前驱体的升温速度为5℃/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611053969.0A CN108101113B (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | Na2Mn3O7的制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611053969.0A CN108101113B (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | Na2Mn3O7的制备方法及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108101113A CN108101113A (zh) | 2018-06-01 |
| CN108101113B true CN108101113B (zh) | 2020-01-03 |
Family
ID=62204109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611053969.0A Expired - Fee Related CN108101113B (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | Na2Mn3O7的制备方法及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108101113B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110400931B (zh) * | 2019-07-31 | 2022-09-02 | 陕西师范大学 | 一种具有超晶格有序结构的锰基储钠型正极材料及其制备方法 |
| CN116722234A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-09-08 | 昆明理工大学 | 一种锰酸钠水系电池的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103441260A (zh) * | 2013-08-12 | 2013-12-11 | 恩力能源科技（南通）有限公司 | 一种水系碱性电化学储能器件 |
-
2016
- 2016-11-25 CN CN201611053969.0A patent/CN108101113B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103441260A (zh) * | 2013-08-12 | 2013-12-11 | 恩力能源科技（南通）有限公司 | 一种水系碱性电化学储能器件 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Darstellung und kristallstruktur von Na2Mn3O7;Fung Ming Chang;《Z.anorg.allg.Chem.》;19851231;第531卷;全文 * |
| 二氧化锰及相关锰氧化物的晶体结构、制备及放电性能;夏熙等;《Battery Bimonthly》;20041231;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108101113A (zh) | 2018-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108682816A (zh) | 一种高面载量锂硫复合正极材料及其制备方法 | |
| CN107902633B (zh) | 一种硒化黄铁矿材料及其制备的电池 | |
| CN101106189A (zh) | 纳米磷酸亚铁锂-碳复合正极材料的制备方法 | |
| CN108933237B (zh) | 一种锂离子电池正极材料的制备方法及应用 | |
| CN107946564B (zh) | 富钠锰基Na4Mn2O5/Na0.7MnO2复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN104852046B (zh) | 纳米片状磷酸锰铁锂材料及其制备方法和应用 | |
| CN109755532B (zh) | 木质炭纤维/金属氧化物/石墨烯复合负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN107311119B (zh) | 四硒化二钴镍中空纳米棱柱材料及其制备方法和应用 | |
| CN102623677A (zh) | 一种高容量二氧化钼/碳负极材料的制备方法 | |
| CN105047924A (zh) | 一种硅酸锰锂类锂离子电池正极材料及其制备方法 | |
| CN103050694A (zh) | 一种正极活性材料及其制备方法、电池 | |
| CN114314557A (zh) | 一种生物质废料制备的硬碳材料及其应用于钠离子电池 | |
| CN106898754B (zh) | 杂原子在制备锂磷电池碳磷材料中的应用和该材料及其制备方法 | |
| CN104852040A (zh) | 一种高倍率锂离子电池的镍锰酸锂正极材料的制备方法 | |
| CN109950523A (zh) | 锂离子电池负极材料过渡金属氧化物/碳的制备方法 | |
| CN104319370A (zh) | 一种锂离子电池三元正极材料LiNixCoyMnzO2的制备方法 | |
| CN108110242A (zh) | 一种锂离子电池用镍锰钴复合材料的制备方法 | |
| CN110649263A (zh) | 镍离子电池磷酸钒锂正极材料及溶胶凝胶制备方法与应用 | |
| CN108101113B (zh) | Na2Mn3O7的制备方法及其应用 | |
| CN105375029B (zh) | 一种三元硅酸盐复合正极材料及其制备方法 | |
| CN108075120B (zh) | 一种球状钛酸锂材料的制备方法 | |
| CN108467066B (zh) | 一种米粒状多孔微纳结构ZnMn2O4锂离子电池负极材料 | |
| CN111048753B (zh) | 一种氧化铁掺杂磷原子复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN109742367B (zh) | 木质炭纤维/金属氧化物复合负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN107834054B (zh) | 一种锂离子电池用镍锰酸锂-石墨烯复合材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180807 Address after: 518000 Shenzhen, Nanshan District, Guangdong, Guangdong Province, 15 yuan Road, B, Kexing Science Park, 1 units 702 Applicant after: SHENZHEN LUXING ZHINONG TECHNOLOGY Co.,Ltd. Applicant after: SOUTHWEST University Address before: 518000 Baoan District, Xixiang, Shenzhen, Guangdong, Xixiang road junction with Shunchang road Shunchang Road, Taihua Indus Industrial Park, 4 story 10B Applicant before: SHENZHEN CHUANMA ELECTRONIC Co.,Ltd. Applicant before: Southwest University |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200103 |