[发明专利]Mn、Ni共掺杂非化学计量焦磷酸铁钠的制备方法及其在钠离子电池中的应用

说明书

本发明公开了一种Mn、Ni共掺杂非化学计量焦磷酸铁钠的制备方法及其在钠离子电池中的应用。本发明制备的Mn、Ni共掺杂非化学计量焦磷酸铁钠[Nasubgt;3.12/subgt;Fesubgt;2.44‑x/subgt;Mnsubgt;x/2/subgt;Nisubgt;x/2/subgt;(Psubgt;2/subgt;Osubgt;7/subgt;)subgt;2/subgt;，X＝0.01‑1]材料，因为Mn离子因具有较高的氧化还原价态与电化学活性并部分取代晶体材料中的铁离子后提高其容量，而Ni离子可以部分取代晶体材料中的铁离子以及替代部分锰离子在晶体结构中的位置而提高结构的稳定性并使Mn离子处于较高的价态来抑制其带来的Jahn‑Teller效应，增强其循环寿命。

技术领域

本发明属于电化学储能领域，具体涉及一种Mn、Ni共掺杂非化学计量焦磷酸铁钠的制备方法及其在钠离子电池中的应用。

背景技术

近年来环境问题收到了世界各国的广泛关注，传统化石能源的使用一方面会造成环境污染，另一方面其具有不可再生性过度的使用会造成能源危机。因此，开发和利用新能源成为了人们的首要选择，然而新能源的产生容易受气候和环境的制约，并且其生产的新能源具有不稳定的特点。储能电池能够将清洁能源储存起来，然后进行稳定的输出和利用很好的解决了清洁能源不稳定的问题。

在各种储能器件中，以锂离子电池为代表的二次电池由于其高效的能源转化储存设备、便携，环境友好型、高能量密度和功率密度已经应用于各种便携式设备于电动汽车邻域。然而，由于锂离子电池的广泛应用，人们对锂矿资源的需求不断扩大，导致锂与相关的锂盐资源的供需矛盾日趋尖锐，因此锂离子电池很难成为低成本储能技术的理想选择。而钠离子电池由于其钠矿资源丰富，分布广泛，同时由于钠与锂的理化性质相近，他们的化合物在研究方法与应用上具有很大的相似性，被认为是大规模储能系统的最佳选择。

与锂离子电池一样，钠离子电池正极材料一直是钠离子电池正极材料一直是钠离子研究中的难点和热点。在钠离子电池正极材料的研究中人们致力于寻找一种能量密度高，稳定性好、稳定性好、环境友好资源节约型的正极材料。聚阴离子正极材料大多具有开放的三位骨架、较好的倍率性能及较好的循环性能，但这类化合物的具有较低的理论容量且电导率一般较差，为提高其电导率及其容量，往往采用掺杂和碳包覆等手段。