正极材料、钠离子电池及用电设备制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种正极材料、钠离子电池及用电设备。正极材料包括正极材料颗粒，所述正极材料颗粒具有核壳结构，所述核包括P2相层状氧化物，所述壳包括O3相层状氧化物，进而可以使得O3相层状氧化物为钠离子电池提供充足的活性钠离子，以提升钠离子电池的首次库伦效率，同时由于O3相层状氧化物的晶体结构稳定且电化学性能可逆，在环境中吸水后可以进行烘干再生，而内核包括P2相层状氧化物，进而保证了钠离子电池具有优异的倍率性能。证了钠离子电池具有优异的倍率性能。证了钠离子电池具有优异的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
正极材料、钠离子电池及用电设备


[0001]本专利技术涉及钠离子电池
，尤其涉及一种正极材料、钠离子电池及用电设备。

技术介绍

[0002]钠离子电池是一种二次电池，其主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来进行工作。钠离子电池与锂离子电池工作原理类似，充电时，钠离子从正极脱出经过电解质嵌入负极，同时电子的补偿电荷经外电路供给负极，以保证正负极电荷的平衡；而放电时则相反，钠离子从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极。
[0003]由于钠的储量丰富、分布广泛、成本低廉、无发展瓶颈、环境友好，而且钠离子电池可以兼容锂离子电池现有生产设备，且钠离子电池具有较好的功率特性、宽温度范围适应性、安全性能以及无过放电问题，同时钠离子电池的正负极均可采用铝箔集流体构造双极性电池，以进一步提升钠离子电池的能量密度。但现有钠离子电池存在无法兼具首次库伦效率高和倍率性能优异的问题。
[0004]因此，如何提供一种首次库伦效率高且倍率性能优异的钠离子电池是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种正极材料、钠离子电池及用电设备，进而可以使得钠离子电池的首次库伦效率高且倍率性能优异。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种正极材料，其包括正极材料颗粒，所述正极材料颗粒具有核壳结构，所述核包括P2相层状氧化物，所述壳包括O3相层状氧化物。
[0007]进一步地，在所述的正极材料中，所述正极材料的分子式包括：Na
x
MO2，其中0.67<x<0.85，M包括过渡金属元素、碱金属元素中的一种或多种。
[0008]更进一步地，在所述的正极材料中，M包括铁元素、镍元素、锂元素、铜元素、锌元素、钴元素、钛元素、锰元素中的一种或多种。
[0009]更进一步地，在所述的正极材料中，所述O3相层状氧化物所在的壳中Na/M元素原子个数比A为0.9<A<1.0。
[0010]更进一步地，在所述的正极材料中，所述P2相层状氧化物所在的核中Na/M元素原子个数比a为0.5<a<0.8。
[0011]进一步地，在所述的正极材料中，所述正极材料的粒径分布D
v
50为1μm～20μm。
[0012]进一步地，在所述的正极材料中，所述正极材料的比表面积为0.5m2/g～10m2/g。
[0013]进一步地，在所述的正极材料中，所述正极材料在40KN压力下的粉体压实密度为2g/cm3～3.5g/cm3。
[0014]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种钠离子电池，其包括：正极极片、负极极片、隔膜以及电池电解液；其中，正极极片包括第一方面所述的正极材料。
[0015]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种用电设备，其包括第二方面所述的钠离子电池。
[0016]应用本申请的技术方案，通过将正极材料颗粒设计成O3相层状氧化物包覆P2相层状氧化物的核壳结构，进而可以使得O3相层状氧化物为钠离子电池提供充足的活性钠离子，以提升钠离子电池的首次库伦效率，同时由于O3相层状氧化物的晶体结构稳定且电化学性能可逆，在环境中吸水后可以进行烘干再生，而内核包括P2相层状氧化物，进而保证了钠离子电池具有优异的倍率性能。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例提供的正极材料的形貌结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]应当理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0021]如本申请
技术介绍
所分析的，现有的钠离子电池无法同时具备首次库伦效率高且倍率性能优异的技术问题，为解决上述技术问题，本申请提供了一种正极材料、钠离子电池及用电设备。
[0022]如图1所示，在本申请的一种实施方式中，提供了一种正极材料，其包括正极材料颗粒，正极材料颗粒具有核壳结构，其核包括P2相层状氧化物，其壳包括O3相层状氧化物。
[0023]具体的，正极材料颗粒包括P2相层状氧化物和设置在所述P2相层状氧化物至少部分表面的O3相层状氧化物，正极材料颗粒可以为颗粒状的球型结构，其核与正极材料颗粒的直径比可以为(0.95～0.98)：1。P2相层状氧化物的空间群为P63/mmc，晶胞参数为占比为95
‑
98％；O3相层状氧化物的空间群为R
‑
3m，晶胞参数占比为2％
‑
5％。所述占比可采用XRD测试得到。
[0024]可以理解，正极材料颗粒的形状不仅仅限于球型颗粒状，还可以为其他形状，正极材料颗粒的核与其直径比包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内可进一步提高钠离子电池的首次库伦效率，而且还可进一步提高钠离子电池的倍率性能。
[0025]应用本申请的技术方案，O3相层状氧化物可以为钠离子电池提供充足的活性钠离子，以提升钠离子电池的首次库伦效率，同时由于O3相层状氧化物的晶体结构稳定且电化学性能可逆，在环境中吸水后可以进行烘干再生，而内核包括P2相层状氧化物，进而保证了钠离子电池具有优异的倍率性能。
[0026]在一些实施例中，正极材料的分子式包括Na
x
MO2，其中0.67<x<0.85，M可以为过渡金属元素、碱金属元素中的一种或多种。
[0027]在一些实施例中，正极材料的分子式包括Na
x
MO2，其中x为0.68、0.69、0.70、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.78、0.79、0.80、0.81、0.82、0.83、0.84或由上述任意两个数值所组成的范围。
[0028]其中，M可以由P2相层状氧化物提供，也可以由O3相层状氧化物，还可以由P2相层状氧化物以及O3相层状氧化物同时提供。例如，当O3相层状氧化物为碳酸钠时，钠离子电池正极材料的内核和外壳中的M元素则均由P2相层状氧化物提供，即O3相层状氧化物在对P2相层状氧化物进行包覆过程中进行充分混合后，P2相层状氧化物中的M元素则会迁移至正极材料的外壳中。
[0029]在一些更具体的实施例中，M包括铁元素、镍元素、锂元素、铜元素、锌元素、钴元素、钛元素、锰元素等中的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极材料，其特征在于，包括正极材料颗粒，所述正极材料颗粒具有核壳结构，所述核包括P2相层状氧化物，所述壳包括O3相层状氧化物。2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的分子式包括：Na
x
MO2，其中0.67<x<0.85，M包括过渡金属元素、碱金属元素中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的正极材料，其特征在于，M包括铁元素、镍元素、锂元素、铜元素、锌元素、钴元素、钛元素、锰元素中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的正极材料，其特征在于，所述O3相层状氧化物所在的壳中Na/M元素原子个数比A为0.9<A<1.0。5.根据权利要求4所述的正极材料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓常健，安黎，张耀，
申请(专利权)人：欣旺达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：