一种钠离子电池正极材料、制备方法以及一种钠离子电池技术

本发明专利技术涉及一种钠离子电池正极材料、制备方法以及一种钠离子电池，所述正极材料的分子结构式为Na2/3Ni1/3‑xMxMn2/3O2，其中，0＜x＜1/3，M为Cu和/或Mg，所述正极材料为具有六角形和/或条形形貌的层状颗粒。本发明专利技术所提供的钠离子电池正极材料可有效抑制高电压下不利的P2‑O2两相转变，同时在深度充电状态下可以缓解出现钠/空位有序对的现象，避免正极材料发生严重的电压和容量衰减；由本发明专利技术提供的钠离子电池正极材料制备得到的钠离子电池容量高、循环寿命长且倍率性能优良。

A sodium ion battery cathode material, preparation method and a sodium ion battery

【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池正极材料、制备方法以及一种钠离子电池
本专利技术属于电化学能源领域，涉及一种正极材料及其制备方法，尤其涉及一种钠离子电池正极材料、制备方法以及一种钠离子电池。
技术介绍
随着化石燃料的日益减少以及化石燃料的使用所带来的环境污染问题的日益加重，开发清洁可再生的新能源势在必行。锂离子电池是一种绿色二次电池，随着锂离子电池的发展，金属锂的需求量不断增加但地壳中锂的含量有限，因此需要开发一种能够取代锂的新型电池材料。钠的性质与锂相近，且钠在地壳中的储量丰富，因此用钠取代锂做电池材料具有可行性。目前钠离子电池正极材料包括以过渡金属氧化物为代表的层状材料、以磷酸盐为代表的聚阴离子材料以及普鲁士蓝类正极材料。其中，以磷酸盐为代表的聚阴离子材料中离子的扩散能力不足，极化严重，制备得到的电池的比容量低；普鲁士蓝类正极材料的电导率低且热稳定性差。因此，以过渡金属氧化物为代表的层状材料是作为正极材料的理想选择。根据钠离子在过渡金属层中占位方式不同(三棱柱位或八面体位)及单位晶胞中氧原子层堆叠方式的不同(ABBA和ABCABC)，层状过渡金属氧化物的热力学稳定相可分为P2(prismatic)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钠离子电池正极材料，其特征在于，所述正极材料的分子结构式为Na2/3Ni1/3‑xMxMn2/3O2，其中，0＜x＜1/3，M为Cu和/或Mg；所述正极材料为具有六角形和/或条形形貌的层状颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极材料，其特征在于，所述正极材料的分子结构式为Na2/3Ni1/3-xMxMn2/3O2，其中，0＜x＜1/3，M为Cu和/或Mg；所述正极材料为具有六角形和/或条形形貌的层状颗粒。2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述层状颗粒的粒径为0.5-5μm，优选为2-4μm；优选地，所述M的掺杂量为0.05≤x≤0.2，优选为x＝0.15；优选地，所述层状颗粒为P2型层状颗粒。3.一种如权利要求1或2所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)按照化学式中各元素的比例进行配料，混合碳酸钠、氧化镍、掺杂元素源与锰源，得到混合原料；(2)步骤(1)所得混合原料与无水乙醇混合后进行球磨处理，得到混合浆料，并将所得混合浆料进行干燥处理；(3)步骤(2)所得干燥处理后的混合浆料在空气气氛下进行煅烧，得到钠离子电池正极材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述掺杂元素源包括氧化铜和/或氧化镁；优选的，所述锰源包括硫酸锰、二氧化锰或三氧化二锰中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述球磨处理在行星球磨机中进行；优选地，所述球磨处理的时间为4-8h，优选为5-7h；优选地，所述球磨处理的转速为200-300r/min，优选为230-270r/min；优选地，所述无水乙醇的用量为没过研磨球；优选地，所述干燥处理的温度为75-85℃，优选为78-82℃；优选地，所述干燥处理的时间为10-14h，优选为11-13h；优选地，步骤(3)所述煅烧的温度为850-950℃，优选为880-920℃；优选地，所述煅烧的时间为8-12h，优选为9-11h。6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)按照化学式中各元素的比例进行配料，混合碳酸钠、氧化镍、掺杂元素源与锰源，得到混合原料...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗绍华，闫绳学，冯建，刘颖颖，赵鑫，王志远，王庆，张亚辉，刘延国，郝爱民，刘宣文，郭瑞，伊廷锋，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北,13