【技术实现步骤摘要】
本申请属于电池，具体涉及一种电池活性材料、及其制备和应用。
技术介绍
1、近年来，因潜在的高资源丰度和低成本优势，钠离子电池成为大规模储能设备的良好候选物，有望作为储能装置推进清洁能源的高效利用。
2、然而，由于钠离子的摩尔质量要远大于锂离子，导致钠离子电池在常规条件下其能量密度往往低于锂离子电池。
3、此外，当前的钠离子电池材料仍然依赖于一些价格昂贵的金属（如镍），导致成本仍较为昂贵。因此，如何从科学的角度出发，探索降本增效的有效方法是当前钠离子电池走向实际应用的关键瓶颈。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请公开了一种基于阳、阴离子共参与氧化还原反应的低成本、高比能的钠离子电池正极活性材料。其化学式为na0.67zn(0.28-x)fexmn0.72o2，且0<x≤0.2。
2、该活性材料具有高的能量密度（可达到549.94wh/kg）、良好的循环稳定性，且制备方法操作简便，产率高，均由廉价金属构成，价格低廉。
3、本申请通过以下内容得以实施：
4、一种用于钠离子电池的电极活性材料，化学式为na0.67zn0.28-xfexmn0.72o2，其中0<x≤0.2。
5、一种制造钠离子电池的电极活性材料的方法，其特征在于，所述方法包括：提供前驱体粉末，至少含有预设比例的钠源化合物、锌源化合物、铁源化合物和锰源化合物；以及煅烧所述前驱体粉末，所述活性成分的化学式为na0.67zn(0.28-x)fexm
6、本申请还提供了一种上述材料的溶胶凝胶制备方法，包括以下步骤：
7、将钠源化合物、锌源化合物、铁源化合物和锰源化合物按照摩尔比与螯合剂溶解于水中后，加热挥发溶剂，得到凝胶前驱体；
8、将凝胶前驱体干燥后进行研磨，得到前驱体粉末；
9、将前驱体粉末依次经过两次煅烧。
10、本申请还提供了一种上述材料的固相制备方法，包括以下步骤：
11、将钠源化合物、镍源化合物、铜源化合物、锌源化合物和锰源化合物按照摩尔比固相球磨混合，得到前驱体粉末；
12、将前驱体粉末经过一次或两次煅烧。
13、本申请还提供了一种上述材料的喷雾干燥方法，包括以下步骤：
14、将钠源化合物、锌源化合物、铁源化合物和锰源化合物按照摩尔比溶解于水中后，球磨混合，得到前驱体溶液；
15、将前驱体溶液打入喷雾干燥机中进行喷雾干燥，干燥后进行研磨，得到前驱体粉末；
16、将前驱体粉末依次经过两次煅烧。
17、本申请还公开了一种前述电极活性材料在用于制造钠离子电池正极材料中的应用。
18、本申请还公开了一种钠离子电池正极材料，其包括上述的电极活性材料。
19、本申请还提供了一种钠离子电池正极片，由正极材料、导电添加剂、粘结剂和溶剂制备而成，正极材料选自上述正极材料。
20、本申请还公开了一种正极片，其包括：正极集流体、及设于正极集流体至少一侧表面的正极活性层，正极活性层采用电极活性材料、或者正极材料制造而成。
21、本申请还公开了一种电池，包括：电极活性材料、正极材料、或如正极片。
22、本申请还公开了一种用电装置，包括上述的电池。
23、本申请还提供了一种上述钠离子电池在太阳能发电、风力发电、智能电网调峰、分布电站或通信基地大规模能量储能器件中的应用。
24、有益效果：
25、本申请提供了一种可以作为钠离子电池正极材料的低成本、高比能的活性材料，其化学式为na0.67zn(0.28-x)fexmn0.72o2（0<x≤0.2）。
26、本申请提供的正极材料具有比容量高，稳定性高，能量密度高，输出电压适中，成本低廉的优异性能，可以作为钠离子电池的理想正极材料。
27、另外，本申请提供的正极材料还具有合成工艺简单易于控制，容易大批量生产的优点。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于钠离子电池的电极活性材料，其特征在于，所述电极活性材料的活性成分的化学式为Na0.67Zn(0.28-x)FexMn0.72O2，0<x≤0.2。
2. 一种制造钠离子电池的电极活性材料的方法，其特征在于，所述方法包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前驱体通过溶胶凝胶法获得，所述前驱体还含有通过螯合剂提供的有机相；
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前驱体通过固相球磨法获得，所述钠源化合物包括氧化钠，所述锌源化合物包括氧化锌，所述铁源化合物包括氧化铁，所述锰源化合物包括氧化锰；可选地，所述前驱体粉末经过一次煅烧，所述一次煅烧的升温速率为2~10℃/min，升温至750~1000℃，保温10~24h至形成无杂相的P2相结构；
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前驱体通过喷雾干燥法获得，并且包括依次进行的喷雾干燥和研磨操作；煅烧分为第一次煅烧和第二次煅烧，并且分别为：所述第一次煅烧的升温速率为2~10℃/min，升温至350~600℃，保温至有机物分解；所述第二次煅烧的升温速率
6.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于，所述钠源化合物包括碳酸钠、醋酸钠、硝酸钠、草酸钠和柠檬酸钠中的一种或多种；
7.一种钠离子电池正极材料，其特征在于，包括权利要求1所述的电极活性材料；
8.一种正极片，其特征在于，由至少含权利要求7所述的正极材料、导电添加剂、粘结剂和溶剂的原料压片制备而成。
9.一种电池，其特征在于，包括：
10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池。
...【技术特征摘要】
1.一种用于钠离子电池的电极活性材料，其特征在于，所述电极活性材料的活性成分的化学式为na0.67zn(0.28-x)fexmn0.72o2，0<x≤0.2。
2. 一种制造钠离子电池的电极活性材料的方法，其特征在于，所述方法包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前驱体通过溶胶凝胶法获得，所述前驱体还含有通过螯合剂提供的有机相；
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前驱体通过固相球磨法获得，所述钠源化合物包括氧化钠，所述锌源化合物包括氧化锌，所述铁源化合物包括氧化铁，所述锰源化合物包括氧化锰；可选地，所述前驱体粉末经过一次煅烧，所述一次煅烧的升温速率为2~10℃/min，升温至750~1000℃，保温10~24h至形成无杂相的p2相结构；
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。