【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池用四元层状氧化物材料、制备方法及其用途
[0001]本专利技术属于钠离子二次电池领域,更具体涉及一种钠离子电池用四元层状氧化物材料及其制备方法和用途
。
技术介绍
[0002]自
Volta
于
1800
年专利技术伏打电池以来,电池已经成为人类日常生活不可或缺的一部分
。
锂离子电池具有优异的高能量密度和长循环寿命,自
1991
年索尼公司将锂离子电池商业化以来,已在
3C
数码
、
电动汽车和储能领域广泛应用
。
然而,随着新能源汽车和储能应用市场的快速增长和庞大需求,锂资源消耗迅速增加,然而地壳中锂资源有限,已经无法满足日益增长的市场需求,从而导致锂离子电池的价格不断攀升,从而制约新能源汽车和储能市场的发展
。
因此,寻求开发低成本
、
无资源限制的二次电池来替代部分锂离子电池,是我们面临且急需解决的重大课题
。
[0003]与锂相比,钠作为地壳中最丰富的元素之一,储量丰富
、
分布广泛
、
成本低廉
、
无发展瓶颈;此外,钠元素与锂同属第一主族元素且位于元素周期表中锂的整下方,与锂具有相似的化学性质;钠离子的氧化还原电位为
‑
2.71V(vs.
标准氢电极
)
,略低于锂离子的氧化还原电位
(
‑
3.04V
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种钠离子电池用四元层状氧化物材料,其特征在于,所述四元层状氧化物材料化学通式为:
Na
p
[Ni
a
Fe
b
Mn
c
Ca
d
]M
q
O
β
;其中,
M
为对过渡金属层或钠层掺杂取代的元素,具体选自
Li
+
、Cu
2+
、Zn
2+
、Mg
2+
、Co
2+
、Al
3+
、Cr
3+
、Ti
4+
、Zr
4+
、Sn
4+
、Sb
5+
、Nb
5+
中的一种或多种;所述
p
,
a
,
b
,
c
,
d
,
q
,
β
分别为对应元素所占的摩尔百分比;其中
p
,
a
,
b
,
c
,
d
,
q
,
β
之间的关系满足
a+b+c+d
=1,且
p+2a+3b+4c+2d+mq
=2β
;其中
0.7≤p≤1.0
;0<
a≤0.5
;0<
b≤0.5
;0<
c≤0.5
;0<
d≤0.2
;
1.96≤
β
≤2.02
;
m
为所述元素
M
的化合价态;所述钠离子电池用四元层状氧化物材料的
XRD
图谱中,
(003)、(104)
晶粒尺寸满足
0.6≤D(003)/D(104)≤1.3
,优选的,
0.8≤D(003)/D(104)≤1.0。2.
如权利要求1所述的钠离子电池用四元层状氧化物材料,其特征在于,所述钠离子电池用四元层状氧化物材料的
XRD
图谱中,
(003)
峰对应的衍射角介于
15
°
~
17
°
;
104
峰对应的衍射角介于
40
°
~
42
°
。3.
如权利要求1或2所述的钠离子电池用四元层状氧化物材料,其特征在于,所述
(003)、(104)
峰强比满足
0.1≤I
(003)
/I
(104)
≤1.0
;
(003)、(104)
的晶面间距满足
2≤d
(003)
/d
(104)
≤3。4.
如权利要求1‑3任一项所述的钠离子电池用四元层状氧化物材料,其特征在于,所述钠离子电池用四元层状氧化物为
O3
相结构,所属空间群为和
/
或,所述钠离子电池用四元层状氧化物形貌为多晶或单晶
。5.
如权利要求1‑4任一项所述的钠离子电池用四元层状氧化物材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)
将所需化学计量比的含有镍
、
铁
、
锰的可溶性盐,优选硫酸盐或硝酸盐分别溶于去离子水中,并分别形成溶液;
...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈玉超,邵洪源,孔紫嫣,戴腾远,张洁,
申请(专利权)人:万华化学集团电池科技有限公司万华化学四川电池材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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