[发明专利]水体系钠离子电池及其制造和应用

权利要求书

1.一种水体系钠离子电池，所述电池包含：

Na_xMnO₂固体粉末作为正极活性物质；

碳包覆的NaTi₂(PO₄)₃材料作为负极活性物质；和

乙酸钠水溶液作为电解液；

其中x＝0.3至1。

2.一种制造水体系钠离子电池的方法，所述方法包括：

a)将碳酸钠和碳酸锰在800℃至950℃加热，制造固体粉末作为正极活性物质；

b)以碳酸钠、磷酸二氢铵、二氧化钛、水和乙二醇为原料，通过溶胶-凝胶法得到前驱物，之后退火，制备负极活性物质；和

c)使用a)中制得的正极活性物质和b)中制得的负极活性物质，加入乙酸钠水溶液作为电解液，制造水体系钠离子电池。

3.权利要求2所述的方法，其中所述碳酸锰、碳酸钠投料摩尔比例为：碳酸钠∶碳酸锰＝0.22至0.44∶1。

4.权利要求2所述的方法，其中b)中的加热的升温速率为1℃/min至10℃/min；和/或恒温时间为5h至15h；和/或降温方式为自然冷却；和/或加热在空气气氛中进行。

5.权利要求2所述的方法，其中所加入的碳酸钠∶二氧化钛∶磷酸二氢铵＝1∶3.5-5∶5-8。

6.权利要求2所述的方法，其中所加入的乙二醇的质量分数为总反应物质量的3％至15％。

7.权利要求2所述的方法，其中在所述溶胶-凝胶法中，将二氧化钛与碳酸钠和磷酸二氢铵溶解在水中，再加入乙二醇，搅拌干燥得到前驱物。

8.根据权利要求7所述的方法，其中二氧化钛的浓度为0.5g/100mL至10g/100mL。

9.根据权利要求7所述的方法，其中在所述溶胶-凝胶法之后的退火中，将得到的前驱物以1℃/min至10℃/min的第一升温速率升温，第一升温后温度为300℃至500℃，第一升温后恒温时间为1h至5h；和/或在第一升温之后，以1℃/min至10℃/min的第二升温速率升温，第二升温后温度为700℃至800℃，第二升温后恒温时间为2h至10h；和/或在第一升温和/或第二升温之后自然冷却至室温；和/或所述第一升温和/或第二升温是在氮气气氛中进行的。

10.根据权利要求2所述的方法，其中所述正极活性物质与所述负极活性物质的质量比为0.8至2.5。