[发明专利]一种用于水系钠离子电池正极复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种用于水系钠离子电池正极复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1.将硫酸锰加入氢氧化钠和高锰酸盐的混合溶液中离心，取离心后的沉淀，得到Na_0.44MnO₂前驱体；S2.将S1得到的Na_0.44MnO₂前驱体溶于氢氧化钠溶液后进行水热反应，反应结束后，离心，干燥得到Na_0.44MnO₂；S3.将S2得到的Na_0.44MnO₂、石墨烯和碳纳米管加入水中，超声，过滤，干燥后煅烧，得到用于水系钠离子电池正极复合材料。本发明的制备方法不仅操作简单，成本低，还绿色环保，且制备的Na_0.44MnO₂具有隧道结构，有利于钠离子的嵌入和脱嵌；并且，在Na_0.44MnO₂中掺入还原氧化石墨烯和碳纳米管，增强了Na_0.44MnO₂的导电性能，从而提高了电池的倍率性。

技术领域

本发明涉及电池正极材料制备技术领域，更具体地，涉及一种用于水系钠离子电池正极复合材料的制备方法。

背景技术

全球经济的快速发展，导致了不可再生能源不断被消耗，造成了能源危机。为了解决能源危机问题，开发利用以太阳能和风能为代表的可再生能源发电已成为当务之急。然而，包括太阳能、风能、潮汐能等在内的这些自然能源是间歇性的，其产生的电能大小严重依赖于天气、季节、时间和地点等自然因素。这些不稳定的电能如果直接并入电网，会严重干扰电网的正常运行。大规模储能系统的采用可以有效地解决这一问题，依靠可再生的自然资源产生的间歇性能源可以通过储能系统的存储和释放接入电网。大规模储能应用的高安全、低成本、长寿命和大规模的储能技术已成为世界范围内的研究热点。

目前，主要储能技术有电化学储能、机械储能、电磁储能和相变储能等。电化学储能技术与其他储能方式相比具有效率高、投资少、使用安全、应用灵活等特点，而在各种电化学储能中，二次电池使用和维护最为方便。锂离子电池目前在市场上应用最广，其具有能量密度高，循环寿命长，倍率性能好等优点，在技术上可以满足储能系统的要求，但其使用有机电解液，容易发生易燃易爆的危险，且废弃电池会对环境产生污染，加上地球上金属锂的资源非常有限，使其在大规模储能领域存在瓶颈。这迫使人们去研发新的电池体系来代替锂离子电池。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的以有机溶剂为电解液的锂离子电池面临的成本高、生产过程复杂、安全性能差的问题，提供一种用于水系钠离子电池正极的NMO-CNT-RGO复合材料的制备方法，该方法是利用水热反应以及喷雾干燥的方法制备NMO-CNT-RGO的方法，此方法不仅操作简单，成本低，还绿色环保。

钠与锂的化学性能类似，因此被认为能够替代锂适用于钠离子电池体系。钠是地球上储量最丰富的资源之一，可以说是用之不竭。价格也显著降低，通常为锂盐的1/10，易于实现大规模储能应用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于水系钠离子电池正极复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1. 将硫酸锰加入氢氧化钠和高锰酸盐的混合溶液中离心，取离心后的沉淀，得到Na_0.44MnO₂前驱体；

S2. 将S1得到的Na_0.44MnO₂前驱体溶于氢氧化钠溶液后进行水热反应，反应结束后，离心，干燥得到Na_0.44MnO₂；

S3. 将S2得到的Na_0.44MnO₂、石墨烯和碳纳米管加入水中，超声，过滤，干燥后煅烧，得到用于水系钠离子电池正极复合材料；