[发明专利]一种煤与一氧化锰的钠离子电池负极材料的制备方法

摘要

一种煤与一氧化锰的钠离子电池负极材料的制备方法，属于电池领域。该制备方法为：制备煤粉和一氧化锰复合材料、或煤粉和氢氧化锰复合材料；将该复合材料压片，作为复合材料阴极；将碳酸钠和碳酸钾脱水除杂后，通入氩气并升温至熔盐熔点，再升温，采用泡沫镍阴极进行预电解，然后将复合材料阴极插入熔盐中进行电解，电解电压为1.8V～2.8V，电解时间为1～12h；将电解后的复合材料阴极产物清洗干燥，得到煤与一氧化锰的钠离子电池负极材料。该负极材料制备的钠离子电池库伦效率可达98％～105％。该方法采用高温熔盐电解法得到性能优良的钠离子电池负极材料，具有原料来源广泛，对环境友好、成本较低、操作简单等优点。

主权项

1.一种煤与一氧化锰的钠离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：掺杂材料的制备制备煤粉和二价锰源的复合材料；其中，复合材料中，按摩尔比，煤粉：二价锰源中Mn²⁺＝1：(1～10)；其中，二价锰源为一氧化锰或氢氧化锰；步骤2：准备(1)将煤粉和二价锰源的复合材料压片，得到复合材料压片；(2)将复合材料压片用铁丝固定在不锈钢丝集流体上，作为复合材料阴极；将泡沫镍用铁丝固定在不锈钢丝集流体上，作为预电解时的泡沫镍阴极；将镍基合金与不锈钢丝集流体连接，作为阳极；(3)将碳酸钠和碳酸钾充分混合，置于坩埚中，再将坩埚置于反应器中，封闭反应器，抽真空并升温至450～550℃，并保温10～15h，进行脱水除杂处理，得到脱水除杂后的碳酸盐；其中，按摩尔百分含量，碳酸钠为45～70mol％，碳酸钾为55～30mol％；(4)将复合材料阴极、泡沫镍阴极、阳极均悬吊在脱水除杂后的碳酸盐上方，向反应器中持续通入氩气，使得反应器内形成氩气气氛；步骤3：预电解将反应器加热至脱水除杂后的碳酸盐的熔化温度后，形成熔盐，然后升温至反应温度；将泡沫镍阴极、阳极插入熔盐中，在泡沫镍阴极、阳极两端施加电压，进行预电解，预电解结束后，将泡沫镍阴极从熔盐取出；所述的反应温度比脱水除杂后的碳酸盐的熔化温度高40±5℃；步骤4：电解将复合材料阴极插入熔盐中进行电解，在复合材料阴极和阳极两端施加电压，进行恒电压电解，得到电解后的复合材料阴极产物；其中，电解电压为1.8V～2.8V，电解时间为1～12h；步骤5：后处理将电解后的复合材料阴极产物从熔盐取出，冷却，清洗去除熔盐，干燥，得到煤与一氧化锰的钠离子电池负极材料。