一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料及其制备方法

1.本发明涉及钠离子电池技术领域，具体地说，涉及一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料及其制备方法。


背景技术：

2.锂离子电池已广泛应用到我们日常生活中的各个领域，如电子产品、电动汽车以及大规模储能电站等领域。然而全球锂资源短缺造成价格飞快上涨，渐渐无法满足当今世界的储能需求。因此急需开发能够替代锂离子电池的储能器件。钠元素成本低，资源丰富，并与锂具有类似的化学性质，因此，钠离子电池成为国内外科学家研究的热点，有望替代目前的锂离子电池。钠离子电池正极是制约其能量密度的主要因素，然而，现在的钠离子电池正极材料普遍存在容量低，循环性能差的缺点，因此开发具备低成本、高容量、大倍率、循环稳定的钠离子电池正极具有重要的战略意义。


技术实现要素：

3.本发明的内容是提供一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料及其制备方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
4.根据本发明的一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料，其包括以下重量份的原料：碳酸钠0.7份、二氧化锰0.8份、三氧化二铁0.1份、氧化锌0.1份、氧化铜0.1份。
5.本发明还提供了一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其采用上述的一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料，并包括以下步骤：
6.一、称料；
7.二、加一定量的丙酮；
8.三、高能球磨；
9.四、烘干；
10.五、烧制。
11.作为优选，步骤三中，高能球磨通过球磨机进行。
12.作为优选，步骤三中，球磨条件为500转/分。
13.作为优选，步骤四中，烘干温度为100度。
14.作为优选，步骤四中，烘干时间为12小时。
15.作为优选，步骤五中，烧制温度为850度。
16.作为优选，步骤五中，烧制是在空气气氛烧制15小时。
17.作为优选，步骤五后，得到最后产物，通过xrd证明材料合成的是目标产物。
18.本发明合成简单、成本低、制备的钠离子电池正极材料比常规产品容量高、循环性能好。
附图说明
19.图1为实施例1中一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料的制备方法的流程图；
20.图2为实施例1中前三次充放电曲线的示意图；
21.图3为实施例1中循环性能曲线的示意图。
具体实施方式
22.为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
23.实施例1
24.本实施例提供了一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料，其包括以下重量份的原料：碳酸钠0.7份、二氧化锰0.8份、三氧化二铁0.1份、氧化锌0.1份、氧化铜0.1份。常规的na
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mno2结构与化学不稳定需要通过掺杂铁、锌、铜等过渡金属来稳定其结构。
25.如图1所示，本实施例还提供了一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其采用上述的一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料，并包括以下步骤：
26.一、称料；
27.二、加一定量的丙酮；
28.三、高能球磨；
29.四、烘干；
30.五、烧制。
31.步骤三中，高能球磨通过球磨机进行。
32.步骤三中，球磨条件为350转/分。
33.步骤四中，烘干温度为120度。
34.步骤四中，烘干时间为12小时。
35.步骤五中，烧制温度为900度。
36.步骤五中，烧制是在空气气氛烧制15小时。
37.步骤五后，得到最后产物，通过xrd证明材料合成的是目标产物。
38.本实施例所制备的多元金属氧化物钠离子电池正极材料，采用成本低的原材料，如过渡金属氧化物按照一定的配比，通过简单的球磨技术和烧结就可以得到性能优异的正极材料，易于规模化生产。
39.使用本方案制备的正极材料，在50ma g-1
电流密度下，放电比容量高于140mah g-1
，经200次循环后，容量保持率100％，展现出优异的循环稳定性，如图2和图3所示。
40.以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料，其特征在于：包括以下重量份的原料：碳酸钠0.7份、二氧化锰0.8份、三氧化二铁0.1份、氧化锌0.1份、氧化铜0.1份。2.一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：其采用如权利要求1所述的一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料，并包括以下步骤：一、称料；二、加一定量的丙酮；三、高能球磨；四、烘干；五、烧结。3.根据权利要求2所述的一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤三中，高能球磨通过球磨机进行。4.根据权利要求3所述的一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤三中，球磨条件为500转/分。5.根据权利要求2所述的一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤四中，烘干温度为100度。6.根据权利要求2所述的一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤四中，烘干时间为12小时。7.根据权利要求2所述的一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤五中，烧结温度为850度。8.根据权利要求2所述的一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤五中，烧结是在空气气氛烧制15小时。9.根据权利要求2所述的一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：步骤五后，得到最后产物，通过xrd证明材料合成的是目标产物。

技术总结
本发明涉及钠离子电池技术领域，具体地说，涉及一种多元金属氧化物钠离子电池正极材料及其制备方法，材料包括以下重量份的原料：碳酸钠0.7份、二氧化锰0.8份、三氧化二铁0.1份、氧化锌0.1份、氧化铜0.1份；方法包括以下步骤：一、称料；二、加一定量的丙酮；三、高能球磨；四、烘干；五、烧结。本发明合成简单、成本低、制备的钠离子电池正极材料比常规产品容量高、循环性能好。环性能好。环性能好。


技术研发人员：牛利 孙中辉 韩冬雪 何颖
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：2022.02.24
技术公布日：2022/5/31