[发明专利]一种储能设备、锂锰氧化物及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锂锰氧化物的制备方法，其特征在于，所述锂锰氧化物具有锂缺陷，且所述制备方法包括：

提供前驱体，所述前驱体含有钠锰氧化物和锂源，且所述钠锰氧化物中含锂元素；

在氧化性气氛中，以选定的第一升温速率将所述前驱体加热至第一预设温度进行煅烧、随后冷却；

其中，煅烧过程通过固相的熔盐反应使所述钠锰氧化物中的钠元素通过离子交换的方式被替代为来自于所述锂源中的锂元素；

所述钠锰氧化物由锂化合物、钠化合物、锰化合物和过渡金属氧化物制作而成，所述过渡金属氧化物中的过渡金属元素为钛、锆或铌，所述锂化合物、所述钠化合物、所述锰化合物和所述过渡金属氧化物按照下述摩尔比配料：Li:Na:Mn:TM=x:y:1-x-z:z，0.18≤x≤0.2，0.5y≤0.65，0z≤0.05，TM表示所述过渡金属氧化物中的所述过渡金属元素。

2.根据权利要求1所述的锂锰氧化物的制备方法，其特征在于，所述冷却的方式为自然冷却或以选定的第一降温速率的受控冷却。

3.根据权利要求2所述的锂锰氧化物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括在以选定的第一升温速率将所述前驱体加热至第一预设温度进行煅烧、随后冷却之后实施的下述步骤：水洗并将水的难溶物干燥。

4.根据权利要求1所述的锂锰氧化物的制备方法，其特征在于，所述钠锰氧化物由所述锂化合物、所述钠化合物、所述锰化合物和所述过渡金属氧化物在混合状态下固相烧结而成。

5.根据权利要求4所述的锂锰氧化物的制备方法，其特征在于，所述锂化合物、所述钠化合物、所述锰化合物和所述过渡金属氧化物的混合方式是粉末混合或者粉末混合且被压制为片状。

6.根据权利要求4所述的锂锰氧化物的制备方法，其特征在于，所述锂化合物、所述钠化合物、所述锰化合物和所述过渡金属氧化物的混合方式是粉末混合且在2MPa-20MPa的压力下被压制为片状。

7.根据权利要求1所述的锂锰氧化物的制备方法，其特征在于，所述钠锰氧化物由所述锂化合物、所述钠化合物、所述锰化合物和所述过渡金属氧化物以选定的第二升温速率加热至第二预设温度进行煅烧、随后冷却制作而成。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的锂锰氧化物的制备方法，其特征在于，所述锂化合物包括LiOH、Li₂CO₃、Li₂O₂或Li₂O；和/或，所述钠化合物包括NaOH、Na₂CO₃、Na₂O₂或Na₂O；和/或，所述锰化合物包括MnCO₃、MnO₂、MnOOH、MnO；和/或，所述过渡金属氧化物包括TiO₂、ZrO₂或Nb₂O₅。

9.根据权利要求8所述的锂锰氧化物的制备方法，其特征在于，所述钠锰氧化物由所述锂化合物、所述钠化合物、所述锰化合物和所述过渡金属氧化物以2℃/min-10℃/min的升温速率升温至650℃-1000℃的温度烧结而成。

10.根据权利要求9所述的锂锰氧化物的制备方法，其特征在于，所述烧结的时间为12小时-24小时。

11.根据权利要求9所述的锂锰氧化物的制备方法，其特征在于，所述钠锰氧化物烧结后冷却。

12.根据权利要求11所述的锂锰氧化物的制备方法，其特征在于，所述钠锰氧化物烧结后的冷却是自然冷却或具有选定的第二降温速率的受控冷却。