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申请/专利权人：深圳华钠新材有限责任公司
摘要：本发明涉及一种铁锰基钠离子层状电极材料的制备方法及其应用。本发明通过先在层间结构引入钾离子增大过渡金属氧化层的层间距，电阻减小导电性增强，随后通过离子交换法进行钠钾交换，使得替换后的直径小的钠离子脱嵌时更为容易对层间结构造成的破坏减小，显著提高了循环稳定性。通过本发明所得材料的形貌更为均一，有助于改善产业化产品的均一性和合格率；且制备工艺简单，不含有钴、镍等昂贵过渡金属材料，生产成本大幅度降低。本发明所获得的铁锰基钠离子层状电极材料电阻减小，电导率得到显著提高，有效解决了传统高温固相法或共沉淀法所制备的钠基层状氧化物材料作为正极材料制备的电池充放电库伦效率低、充电比容量低的问题。
主权项：1.一种铁锰基钠离子层状电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将钾源与铁源、锰源进行充分混合，获得混合物前驱体；（2）对步骤（1）中得到的混合物前驱体进行煅烧处理，退火后冷却至室温得到钾化铁锰基层状氧化物正极材料KxFeyMnzO2，其中0.7＜x＜1.1，0.2＜y＜1.0，0＜z＜0.8，且y+z=1；（3）将步骤（2）中钾化铁锰基层状氧化物正极材料与钠源进行钾钠离子交换反应；所述钾钠离子交换反应选自液相离子交换法、熔融盐离子交换法中的一种或多种；所述液相离子交换法具体如下：将钾化铁锰基层状氧化物正极材料与钠源以及有机溶剂于水热釜中进行低温高压反应，其中反应的温度为100-240℃，反应的时间为1-10h；所述熔融盐离子交换法具体如下：①将钾化铁锰基层状氧化物正极材料与钠源进行煅烧反应；②煅烧反应完成后冷却至室温，加入乙醇-水混合溶液，搅拌均匀后真空抽滤除去未反应的钠源；③将所得产物进行干燥即得；（4）反应完成后进行离心，对沉淀进行洗涤并干燥后即得铁锰基钠离子层状电极材料，其化学式为NaxFeyMnzO2，其中0.7＜x＜1.1，0.2＜y＜1.0，0＜z＜0.8，且y+z=1。
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