[发明专利]一种高比能和高容量保持率的钠离子电池Na0.61

说明书

本发明专利涉及一种高比能和高容量保持率的钠离子电池Na_0.61Mn_0.27Fe_0.34Ti_0.39O₂正极储钠结构的合成方法，应用微波烧结技术高效合成钠离子电池Na_0.61Mn_0.27Fe_0.34Ti_0.39O₂正极储钠材料，此方法具有成本低、条件可控、环境友好、加热温度均匀等优点；所合成的Na_0.61Mn_0.27Fe_0.34Ti_0.39O₂物相单一、纯度高、结晶度高，并采用简便的方法获得了表面原位包覆纳米层的材料微观结构；所得钠离子电池Na_0.61Mn_0.27Fe_0.34Ti_0.39O₂正极材料具有高的比能量密度和比容量，显著提高了钠离子电池的循环稳定性，有效延长了电池的使用寿命，从而为提升钠离子电池的综合电化学性能提供了良好的技术基础和实践经验。

技术领域

本发明属于钠离子电池材料合成与应用领域，特别涉及一种高比能和高容量保持率的钠离子电池Na_0.61Mn_0.27Fe_0.34Ti_0.39O₂正极储钠结构的合成方法。

背景技术

经济快速发展不仅提高了人们的生活水平，也给人与自然的协调统一发展带来了能源匮乏的问题。为了解决石油、天然气等不可再生资源的日益减少和可再生资源利用不充分的问题，开发出新型的可再生资源与储能系统成为了当今社会的研究热点。近年来，钠离子电池由于资源储量丰富、分布广泛、安全性高且钠离子具有与锂离子电池相似的电化学循环特性，而成为有望取代锂离子电池的新型储能器件之一，拥有光明的应用前景和发展潜力。为了获得优异性能的钠离子电池，科研学者致力于寻求循环稳定性好、高倍率放电比容量及高低温性能的储钠正极材料，并取得了可喜进展。

在众多材料中，三元正极材料由于具有高的电化学比容量和微观结构晶体稳定循环性而受到广泛研究。对钠离子电池的三元正极材料，常用的合成方法有高温固相法(Jiantao Tang，Yanzhi Wang，Yanhong Li，et al.J.Rare Earth.，2019， 37(12)：1296-1304)、沉淀法(Jang-Yeon Hwang，Seung-Taek Myung，Yang-Kook Sun. J.Phys.Chem.，2018，122(25)：13500-13507)、溶胶/凝胶法(Dingding Yuan， Xiaohong Hu，JiangfengQian，et al.Electrochim.Acta，2014，116：300-305)等。虽然所制备三元正极材料有着良好循环稳定性与首次高电化学比容量，但颗粒分布不均匀且制备存在一定困难。可见，钠离子电池的三元正极材料的高效、低价、批量生产仍存在巨大挑战。