[发明专利]一种NaMnO2

说明书

本发明涉及一种NaMnO₂@Ni₂O₃复合材料及其制备方法和在钠离子电池中的应用，包括如下步骤：(1)将钠源、锰源加入水中，超声均匀获得混合液，然后将所述混合液进行喷雾干燥获得前体材料；(2)将所述前体材料与镍源混合，加入溶剂后进行球磨，球磨完成后烘干，然后进行煅烧，获得NaMnO₂@Ni₂O₃复合材料。本发明方法制得的NaMnO₂@Ni₂O₃复合材料为壳核结构，Ni₂O₃为壳层材料。本发明的NaMnO₂@Ni₂O₃复合材料作为钠离子电池的电极材料，能够提高电池电化学性能。

技术领域

本发明涉及无机材料技术领域，具体涉及一种NaMnO₂@Ni₂O₃复合材料及其制备方法和在钠离子电池中的应用。

背景技术

锂离子电池具有高转换效率和易于维护等优点，已在大规模储能中得到应用。但是，随着锂离子电池在大型储能设备领域的应用，这也加快了锂资源的开采速度。然而，地球上锂资源的不均匀分布和丰富的存储容量导致锂离子电池的生产成本上升，这些因素都制约了锂离子电池的发展。与锂资源相比，钠资源储量丰富在且成本低。同时，钠离子电池具有很好的安全性。因此，钠离子电池将更易于在未来实现大规模应用。但由于钠离子的半径较大，电池在充放电循环过程中因钠离子脱出/嵌入会使晶体结构出现畸变，从而使材料的容量快速衰退。因此，寻找结构稳定、有利于钠离子传输的正极材料是目前钠离子电池研究重点之一。

目前我国的锰矿资源量大，价格便宜，其中最近几年广泛受到人们关注的钠锰氧化物，作为电池正极材料研究的NaMnO₂是层状结构，层状的NaMnO₂的电极材料原料经济实惠和相对无毒，即便层状NaMnO₂结构不稳定并且前几次循环容量衰减得比较快，同时正极材料在循环过程中会产生Mn溶解问题，影响材料的容量和循环稳定性能。很多人采用了不同的合成方法来制备钠锰氧化物，但传统的固相法、液相法等方法存在能耗大、效率低、粉体不够细、结构不够稳定等缺陷。

发明内容

为了解决NaMnO₂材料作为电池材料所带来的结构不稳定影响电池电化学性能的技术问题，而提供一种NaMnO₂@Ni₂O₃复合材料及其制备方法和在钠离子电池中的应用。本发明方法制得的NaMnO₂@Ni₂O₃复合材料作为钠离子电池的电极材料具有提高电池电化学性能的作用。

为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种NaMnO₂@Ni₂O₃复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将钠源、锰源加入水中，超声均匀获得混合液，然后将所述混合液进行喷雾干燥获得前体材料；

(2)将所述前体材料与镍源混合，加入溶剂后进行球磨，球磨完成后烘干，然后进行煅烧，获得NaMnO₂@Ni₂O₃复合材料。

进一步地，步骤(1)中还包括将含碳化合物添加入所述混合液中，所述含碳化合物的加入量为所述钠源和所述锰源两者总质量的3％～20％。