[发明专利]锰氧化物及其制备方法和铝离子电池

权利要求书

1.一种铝离子电池，所述铝离子电池包括正极、负极和电解液，其特征在于，所述正极的材料包括锰氧化物，所述锰氧化物以立方体纳米颗粒形式存在，且所述立方体纳米颗粒的边长为50-320nm；所述锰氧化物的制备方法包括以下步骤：

(1)将锰盐、水溶性氮源及水混合，以氮元素计的水溶性氮源与以锰元素计的锰盐的摩尔比为3-7:1；

(2)将上述混合溶液进行陈化，所述陈化的条件包括：在10-30℃下静置4-48h；

(3)在惰性气氛下，将步骤(2)得到的固体产物进行煅烧，所述煅烧的条件包括：温度为230-280℃，时间为2-15h；

所述电解液含有水溶性铝盐和水，所述水溶性铝盐包括水溶性含氟铝盐，且以铝元素计水溶性含氟铝盐的浓度至少为0.5mol/L。

2.根据权利要求1所述的铝离子电池，其中，步骤(1)中将锰盐、水溶性氮源及水混合的方法包括：

(a)将锰盐和水溶性氮源分别溶于水形成锰盐溶液和水溶性氮源溶液；

(b)将所述锰盐溶液和所述水溶性氮源溶液接触。

3.根据权利要求1所述的铝离子电池，其中，以氮元素计的水溶性氮源与以锰元素计的锰盐的摩尔比为4-6:1。

4.根据权利要求2所述的铝离子电池，其中，步骤(1)中将锰盐、水溶性氮源及水混合的方法还包括：(c)对所述锰盐溶液和所述水溶性氮源溶液接触得到的溶液进行搅拌。

5.根据权利要求4所述的铝离子电池，其中，所述搅拌的条件包括：温度为10-90℃，时间为1-24h，速度为100-1000rpm。

6.根据权利要求4所述的铝离子电池，其中，所述搅拌的条件包括：温度为20-30℃，时间为10-15h，速度为400-600rpm。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的铝离子电池，其中，

所述锰盐选自乙酸锰、硝酸锰、氯化锰和硫酸锰中的至少一种；

所述水溶性氮源为氨和/或水合肼。

8.根据权利要求7所述的铝离子电池，其中，所述锰盐为乙酸锰。

9.根据权利要求1-6中任意一项所述的铝离子电池，其中，

所述锰盐的用量使得锰元素在步骤(2)所述混合溶液中的摩尔浓度为0.011-1mol/L。

10.根据权利要求9所述的铝离子电池，其中，所述锰盐的用量使得锰元素在步骤(2)所述混合溶液中的摩尔浓度为0.033-0.5mol/L。

11.根据权利要求9所述的铝离子电池，其中，所述锰盐的用量使得锰元素在步骤(2)所述混合溶液中的摩尔浓度为0.044-0.1mol/L。

12.根据权利要求1-6中任意一项所述的铝离子电池，其中，步骤(2)所述陈化的条件包括：在20-30℃下静置10-12h。

13.根据权利要求1-6中任意一项所述的铝离子电池，其中，步骤(3) 中，

所述惰性气氛由氮气和/或氩气提供；

所述煅烧的条件包括：时间为3-10h。

14.根据权利要求1-6中任意一项所述的铝离子电池，其中，以铝元素计，所述水溶性铝盐中80摩尔％以上为所述水溶性含氟铝盐。

15.根据权利要求1-6中任意一项所述的铝离子电池，其中，所述水溶性含氟铝盐的浓度为0.5-5mol/L。

16.根据权利要求1-6中任意一项所述的铝离子电池，其中，所述水溶性含氟铝盐的浓度为4-5mol/L。