[发明专利]一种锰基NASICON型钠离子正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种锰基NASICON型钠离子正极材料，其特征在于，所述钠离子正极材料是Na_3+2xMn_1+xR_1-x(PO₄)₃，其中，0≤x≤0.5；所述Na_3+2xMn_1+xR_1-x(PO₄)₃为Mn²⁺和R金属离子固溶形成的材料；其中，所述R金属离子为Ti⁴⁺或Zr⁴⁺。

2.根据权利要求1所述的锰基NASICON型钠离子正极材料，其特征在于，所述x的具体数值为：0或0.05或0.1。

3.一种制备上述权利要求1～2任一项所述的锰基NASICON型钠离子正极材料的方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤1，按照Na_3+2xMn_1+xR_1-x(PO₄)₃的化学式对应的化学计量比分别称取钠源、锰源、含Ti⁴⁺或Zr⁴⁺的R金属离子源和磷源，并将上述原料加入烧杯中，同时向烧杯中加入20～40mL去离子水和还原剂碳源，其中，所述Na_3+2xMn_1+xR_1-x(PO₄)₃与所述还原剂碳源的摩尔比为1:0～10；

步骤2，将烧杯置于控温磁力搅拌器上，在20～50℃下，以200～500r/min的搅拌速率搅拌不少于5h，得到Na_3+2xMn_1+xR_1-x(PO₄)₃的前驱体溶液；

步骤3，将所述Na_3+2xMn_1+xR_1-x(PO₄)₃的前驱体溶液进行后处理，得到干燥的凝胶，并将所述凝胶研磨均匀得到第一粉末；

步骤4，将所述第一粉末在管式炉中进行预煅烧，预煅烧完成后进行研磨得到第二粉末；

步骤5，将所述第二粉末进行二次煅烧，得到Na_3+2xMn_1+xR_1-x(PO₄)₃钠离子正极材料；其中，所述R金属离子为Ti⁴⁺或Zr⁴⁺。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述钠源包括碳酸钠、硝酸钠、乙酸钠、柠檬酸钠等中的一种或多种；所述锰源包括硝酸锰、乙酸锰、碳酸锰、草酸锰、乙酰丙酮锰、环烷酸锰等中的一种或多种；所述磷源包括磷酸、磷酸胍、磷酸脲、萘磷酸、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵等中的一种或多种；所述还原剂碳源包括柠檬酸、葡萄糖等中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤1中，含所述Ti⁴⁺的R金属离子源为钛酸、钛酸四丁酯、异丙醇钛、2-羟基乳酸铵钛等中的一种或多种；含所述Zr⁴⁺的R金属离子源为正丁醇锆、正丙醇锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氯氧锆、乙酸锆、丙酸锆、碳酸锆、乙氧基锆、碳酸锆铵等中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述后处理包括：

将所述Na_3+2xMn_1+xR_1-x(PO₄)₃的前驱体溶液在80～150℃的真空干燥箱中干燥，干燥时间为5～12h。