[发明专利]一种NaMn(HCO2)3化合物及其制备和应用

说明书

本发明涉及NaMn(HCO₂)₃化合物及其制备方法，NaMn(HCO₂)₃/C锂离子电池负极材料及其制法。采用沉淀法和固相球磨法可制备NaMn(HCO₂)₃化合物和NaMn(HCO₂)₃/C锂离子电池负极材料；具有较好的锂离子电池充放电性能，循环稳定性良好，工作电压合适，可用作锂离子电池负极材料。

技术领域

本发明涉及化学式为NaMn(HCO₂)₃的化合物、锂离子电池负极材料、制备方法以及利用该材料制作锂离子电池。

背景技术

随着能源问题的日益严峻，不可再生资源的日益匮乏，以及人们对环保重要性认识的不断增强，社会对新能源的需求日益增强，而储能在能源体系中发挥越来越重要的作用。锂离子电池具有工作电压高、倍率性能好、循环寿命长、能量密度高、自放电小且无记忆效应等优点。锂离子电池已经广泛应用在小型便携电子设备中，同时也是动力电池的首选，在未来电化学储能市场中也会占据较大份额，因此关于锂离电池的研究一直是储能技术研究的热点之一。

目前应用于锂离子电池的负极材料主要有石墨、中间相炭微球、石墨烯等碳材料以及钛酸锂等。然而，这些材料仍然存在很多问题：比容量较低，质量能量密度和体积能量密度低等，这些材料不能满足下一代高比能量锂离子电池的发展需求。新型转化型负极材料由于其高的理论比容量和低成本被认为是用于下一代高比能量锂离子电池的负极材料。过渡金属Mn具有多种化学价态，在充放电过程中可以以锂离子发生一系列多电子反应且电位较低。同时锰的甲酸盐在电化学过程中生成的金属锰还可以进一步催化HCO₂^-与锂离子的电化学反应，提供额外的容量。NaMn(HCO₂)₃是一种MOF结构的化合物，其具有三维的离子传输通道，具有良好的离子传导性，但是其电子传导率较低。制备NaMn(HCO₂)₃/C复合材料有利于提升材料的导电性，进而改善电极的电化学性能。

发明内容

本发明针对上述提出的技术问题，目的在于提供一种NaMn(HCO₂)₃化合物及制备方法，以及NaMn(HCO₂)₃/C锂离子电池负极材料，并提供一种NaMn(HCO₂)₃/C锂离子电池负极材料的制备方法；

具体技术方案如下：

一种NaMn(HCO₂)₃化合物的制备方法，其制备步骤如下，将含Na化合物、含Mn化合物按摩尔比Na:Mn＝1:1再与含HCO^-化合物按和含Na化合物摩尔比2:1混合，进行化学合成反应，制得NaMn(HCO₂)₃化合物。

所述含Na化合物为Na的氢氧化物或Na的氯化物中的一种或两种；

所述含Mn化合物为Mn的氯化物、Mn的氢氧化物、或Mn的乙酸盐中的一种或二种以上；

所述含HCO₂^-化合物为甲酸或甲酸钠中的一种或两种。

本发明提供的NaMn(HCO₂)₃/C锂离子电池负极材料。

NaMn(HCO₂)₃/C锂离子电池负极材料的制备方法，采用沉淀法和随后固相球磨法制备NaMn(HCO₂)₃/C锂离子电池负极材料，其步骤如下：