一种含锰电极材料的制备方法

技术领域

本发明属于电池电极技术领域，具体涉及一种含锰电极材料的制备方法。

背景技术

含锰电极材料在锂离子电池、钠离子电池和钾离子电池领域中有着极为广泛的应用，含锰电极材料具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点，其是理想的动力电池正极材料，但是由于锰在电解液中溶解的特性使其具有较差的循环性能，大大限制了其产业化的推广。为了使锰电极材料能产业化的推广，急需要提供一种能够提高锰电极材料循环性能的方法。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种含锰电极材料的制备方法，该方法能有效抑制锰在电解液中的溶解，可有效提高其循环性能。

为了实现上述目的，本发明提供一种含锰电极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将6mmol EDTA-2Na和5.25mmol乙酸锰溶于水和乙醇的混合液中，搅拌并溶解；

步骤二：向上述溶液中添加20mmol的氟化钾溶液，此时溶液中为复合产物EDTA-Mn和沉淀剂KF共存的状态；

步骤三：将乙酸钴溶解于水中，并在连续搅拌下滴加至上述共存液体中；

步骤四：将上述共存液体分为三份，并分别在30℃、40℃和50℃条件下继续反应，并离心分离得到固体产物，分别标记为K(Mn

步骤五：将上述固体产物用乙醇和蒸馏水进行多次洗涤，收集并在60℃下干燥备用。

作为一种优选，在步骤一中，混合液中水和乙醇的体积比为1:1。该比例混合液的加入对合成过程的形貌起到一定的调控作用。与蒸馏水和乙醇溶剂相比，该混合液具有适中的表面张力，对晶核大小实现良好控制，避免大量晶核在瞬间生成，有利于颗粒的形成和分散。

作为一种优选，在步骤三中，乙酸钴的溶剂为蒸馏水。乙酸钴溶液的溶剂为蒸馏水，有助于在复杂的竞争过程中适当延缓成核速度，对生成均匀分散的颗粒是有利的。

本发明中通过对KMnF

本发明通过结构设计达到了提高导电性、提高SEI膜的稳定性和抑制Mn离子在电解液中溶解的目的。本发明通过均相沉淀法设计纳米材料的形貌，提高了材料的电子电导率和充放电长循环稳定性。

附图说明

图1是本发明中的合成流程示意图；

图2是本发明中合成机理的示意图；

图3是本发明中初始阶段的纳米立方体的一组结构示意图；

图4是在30℃下合成的Co掺杂KMnF

图5是在40℃下合成的Co掺杂KMnF

图6是在50℃下合成的Co掺杂KMnF

图7是本发明中电流密度为35mA·g

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明提供了一种含锰电极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将6mmol EDTA-2Na和5.25mmol乙酸锰溶于水和乙醇的混合液中，搅拌并溶解；

步骤二：向上述溶液中添加20mmol的氟化钾溶液，此时溶液中为复合产物EDTA-Mn和沉淀剂KF共存的状态；

步骤三：将乙酸钴溶解于水中，并在连续搅拌下滴加至上述共存液体中；

步骤四：将上述共存液体分为三份，并分别在30℃、40℃和50℃条件下继续反应，并离心分离得到固体产物，分别标记为K(Mn

步骤五：将上述固体产物用乙醇和蒸馏水进行多次洗涤，收集并在60℃下干燥备用。

作为一种优选，在步骤一中，混合液中水和乙醇的体积比为1:1。该比例混合液的加入对合成过程的形貌起到一定的调控作用。与蒸馏水和乙醇溶剂相比，该混合液具有适中的表面张力，对晶核大小实现良好控制，避免大量晶核在瞬间生成，有利于颗粒的形成和分散。

作为一种优选，在步骤三中，乙酸钴的溶剂为蒸馏水。乙酸钴溶液的溶剂为蒸馏水，有助于在复杂的竞争过程中适当延缓成核速度，对生成均匀分散的颗粒是有利的。

在不同的温度条件下(30℃、40℃和50℃)合成的Co掺杂KMnF

40℃合成的Co掺杂KMnF

本发明中通过对KMnF