一种复合正极材料以及钠离子电池制造技术

本发明专利技术公开一种复合正极材料以及钠离子电池，所述复合正极材料包括磷酸铁钠复合材料以及镍铁锰酸钠三元材料，磷酸铁钠复合材料和镍铁锰酸钠三元材料的质量比为(1～8)：(2～9)，磷酸铁钠复合材料的平均粒径D

【技术实现步骤摘要】
一种复合正极材料以及钠离子电池


[0001]本专利技术涉及钠离子电池
，特别涉及一种复合正极材料以及钠离子电池。

技术介绍

[0002]钠离子电池由于钠资源有丰富的储量，其相较于锂离子电池有更大的成本优势，具有良好的发展前景，越来越受到关注。目前，钠离子电池中，正极材料主要包括层状氧化物、聚阴离子和普鲁士蓝，其中，层状氧化物材料虽然容量高，压实相对高，但是存在循环性能较差的问题；聚阴离子虽然循环性能较好，但是存在容量低，压实低的问题；普鲁士蓝虽然成本低，但是存在比容量低的问题。因此，现有的正极材料难以同时兼顾较好的循环性能和能量密度。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是提出一种复合正极材料以及钠离子电池，旨在解决现有的正极材料难以同时兼顾较好的循环性能和能量密度的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出一种复合正极材料，包括磷酸铁钠复合材料以及镍铁锰酸钠三元材料。
[0005]可选地，所述磷酸铁钠复合材料和所述镍铁锰酸钠三元材料的质量比为(1～8)：(2～9)。
[0006]可选地，所述磷酸铁钠复合材料的分子式为Na4Fe3‑
y
M
y
(PO4)
x
(P2O7)3‑
x
，其中，0≤x＜3，0≤y＜3，M包括Cu、Cr、Zn、Pb、Ca、Co、Ni、Sr、Ti中的至少一种。
[0007]可选地，所述镍铁锰酸钠三元材料的化学式为Na
a
Ni
xr/>Mn
y
T
z
Fe1‑
x
‑
y
‑
z
O2，其中，0.5≤a≤1，0≤x＜1，0＜y＜1，0≤z＜1，T包括Cu、Cr、Zn、Mn、Pb、Ca、Co、Ni、Sr、Ti中的至少一种。
[0008]可选地，所述磷酸铁钠复合材料的平均粒径D
v
10≥0.8μm；和/或，
[0009]所述磷酸铁钠复合材料的平均粒径D
v
50为2μm～9μm；和/或，
[0010]所述磷酸铁钠复合材料的平均粒径D
v
90≤25μm；和/或，
[0011]所述磷酸铁钠复合材料的平均粒径满足0.1≤D
v
50/(D
v
90
‑
D
v
10)≤10。
[0012]可选地，所述镍铁锰酸钠三元材料的平均粒径D
v
10≥3μm；和/或，
[0013]所述镍铁锰酸钠三元材料的平均粒径D
v
50为7μm～14μm；和/或，
[0014]所述镍铁锰酸钠三元材料的平均粒径D
v
90≤26μm；和/或，
[0015]所述镍铁锰酸钠三元材料的平均粒径满足0.1≤D
v
50/(D
v
90
‑
D
v
10)≤5。
[0016]可选地，所述磷酸铁钠复合材料的比表面积大于0小于等于8m2/g；和/或，
[0017]所述镍铁锰酸钠三元材料的比表面积大于0小于等于1.6m2/g。
[0018]可选地，所述磷酸铁钠复合材料的比表面积大于0小于等于4m2/g；和/或，
[0019]所述镍铁锰酸钠三元材料的比表面积大于0小于等于0.8m2/g。
[0020]可选地，所述磷酸铁钠复合材料包括单晶结构、类单晶结构、多晶结构中的至少一种；和/或，
[0021]所述镍铁锰酸钠三元材料包括单晶结构、类单晶结构、多晶结构中的至少一种。
[0022]本专利技术提出一种钠离子电池，包括所述复合正极材料，所述复合正极材料包括磷酸铁钠复合材料以及镍铁锰酸钠三元材料。
[0023]本专利技术提出一种复合正极材料，包括磷酸铁钠复合材料以及镍铁锰酸钠三元材料，通过将磷酸铁钠复合材料和镍铁锰酸钠三元材料混合，利用磷酸铁钠复合材料具有高循环性能的独特优势，镍铁锰酸钠三元材料具有高能量密度的优势，使制得的复合正极材料同时兼顾较好的循环性能和能量密度；特别是通过颗粒分布的设计，能够提高极片的压实密度，进而进一步提高能量密度。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
[0025]钠离子电池由于钠资源有丰富的储量，其相较于锂离子电池有更大的成本优势，具有良好的发展前景，越来越受到关注。目前，钠离子电池中，正极材料主要包括层状氧化物、聚阴离子和普鲁士蓝，其中，层状氧化物材料虽然容量高，压实相对高，但是存在循环性能较差的问题；聚阴离子虽然循环性能较好，但是存在容量低，压实低的问题；普鲁士蓝虽然成本低，但是存在比容量低的问题。因此，现有的正极材料难以同时兼顾较好的循环性能和能量密度。
[0026]鉴于此，本专利技术提供了一种复合正极材料以及钠离子电池，能够同时兼顾较好的循环性能和能量密度。
[0027]本专利技术提出一种复合正极材料，包括磷酸铁钠复合材料以及镍铁锰酸钠三元材料。
[0028]本专利技术的技术方案中，通过将磷酸铁钠复合材料和镍铁锰酸钠三元材料混合，利用磷酸铁钠复合材料具有高循环性能的独特优势，镍铁锰酸钠三元材料具有高能量密度的优势，使制得的复合正极材料同时兼顾较好的循环性能和能量密度；特别是通过颗粒分布的设计能够提高极片的压实密度，进而进一步提高能量密度。
[0029]进一步地，所述磷酸铁钠复合材料和所述镍铁锰酸钠三元材料的质量比为(1～8)：(2～9)。例如，所述磷酸铁钠复合材料和所述镍铁锰酸钠三元材料的质量比为1：9，4：5，8：2，3：7，所述磷酸铁钠复合材料和所述镍铁锰酸钠三元材料的质量比在上述范围内，能够使制得的复合正极材料的循环性能和能量密度均处于较好的水平。其中，所述磷酸铁钠复合材料的分子式为Na4Fe3‑
y
M
y
(PO4)
x
(P2O7)3‑
x
，其中，0≤x＜3，0≤y＜3，M包括Cu、Cr、Zn、Pb、Ca、Co、Ni、Sr、Ti中的至少一种，所述磷酸铁钠复合材料包括Na4Fe3(PO4)2(P2O7)；所述镍铁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合正极材料，其特征在于，包括磷酸铁钠复合材料以及镍铁锰酸钠三元材料。2.如权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述磷酸铁钠复合材料和所述镍铁锰酸钠三元材料的质量比为(1～8)：(2～9)。3.如权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述磷酸铁钠复合材料的分子式为Na4Fe3‑
y
M
y
(PO4)
x
(P2O7)3‑
x
，其中，0≤x＜3，0≤y＜3，M包括Cu、Cr、Zn、Pb、Ca、Co、Ni、Sr、Ti中的至少一种。4.如权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述镍铁锰酸钠三元材料的化学式为Na
a
Ni
x
Mn
y
T
z
Fe1‑
x
‑
y
‑
z
O2，其中，0.5≤a≤1，0≤x＜1，0＜y＜1，0≤z＜1，T包括Cu、Cr、Zn、Mn、Pb、Ca、Co、Ni、Sr、Ti中的至少一种。5.如权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于，所述磷酸铁钠复合材料的平均粒径D
v
10≥0.8μm；和/或，所述磷酸铁钠复合材料的平均粒径D
v
50为2μm～9μm；和/或，所述磷酸铁钠复合材料的平均粒径D
v
90≤25μm；和/或，所述磷酸铁钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐家樑，林新丽，吕江英，胡明祥，
申请(专利权)人：深圳盘古钠电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：