[发明专利]钾离子电池电极材料钾型水钠锰矿的制备方法有效

专利信息
申请号: 201810398899.5 申请日: 2018-04-28
公开(公告)号: CN108511729B 公开(公告)日: 2020-08-11
发明(设计)人: 杨儒;高昂;李敏;徐杰 申请(专利权)人: 北京化工大学常州先进材料研究院
主分类号: H01M4/36 分类号: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/505
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 213164 江苏省常州市武进区常武中路18号*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 离子 电池 电极 材料 钾型水钠 锰矿 制备 方法
【权利要求书】:

1.高钾型水钠锰矿层状钾离子电池材料的制备方法,包括以下步骤:⑴钾盐与四价锰氧化物高温固相法制备钾型水钠锰矿前驱体,钾盐和锰氧化物的摩尔比0.4:1.0-0.8:1.0,烧结温度为600℃-900℃,保温时间为4h-20h;⑵钾型水钠锰矿前驱体结合离子交换工艺制备高钾型水钠锰矿层状钾离子电池材料,离子交换工艺一,水溶液离子交换工艺:将钾型水钠锰矿前驱体与含钾化合物的溶液搅拌混合均匀,加热回流进行离子交换,水溶液离子交换工艺中含钾化合物溶液的浓度为1.0mol L-1-5.0mol L-1,离子交换温度为100℃-150℃,离子交换时间为4h-10h,离子交换所得产物经去离子水洗涤、抽滤、洗涤至中性,产物滤饼移入干燥箱70℃干燥12h;或,钾型水钠锰矿前驱体结合离子交换工艺制备高钾型水钠锰矿层状钾离子电池材料,离子交换工艺二,高温离子交换工艺:将钾型水钠锰矿前驱体与含钾化合物研磨混合均匀,转移至高温炉中加热,钾型水钠锰矿前驱体与含钾化合物的摩尔比为0.1:1.0-1.0:1.0,反应温度为700℃-850℃,保温时间为4h-16h,反应结束,高温炉自然降温至室温,所得产物经去离子水洗涤、抽滤、洗涤至中性,产物滤饼移入干燥箱70℃干燥12h。

2.根据权利要求1所述高钾型水钠锰矿层状钾离子电池材料的制备方法,其特征在于:钾盐包括碳酸钾、碳酸氢钾、草酸钾、柠檬酸钾、醋酸钾、甲酸钾、甲醇钾、硬脂酸钾、硝酸钾中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述高钾型水钠锰矿层状钾离子电池材料的制备方法,其特征在于四价锰氧化物为二氧化锰。

4.根据权利要求1所述高钾型水钠锰矿层状钾离子电池材料的制备方法,其特征在于:水溶液离子交换工艺中含钾化合物包括氢氧化钾和碳酸钾中的一种。

5.根据权利要求1所述高钾型水钠锰矿层状钾离子电池材料的制备方法,其特征在于:高温离子交换工艺中含钾化合物包括氢氧化钾和碳酸钾中的一种。

6.根据权利要求1所述高钾型水钠锰矿层状钾离子电池材料在锂、钠、钾、镁、铝、钙离子电池、超级电容器和电催化中作为电极材料的用途。

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