普鲁士蓝类正极材料及其制备方法技术

本申请提供一种普鲁士蓝类正极材料及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
普鲁士蓝类正极材料及其制备方法、正极极片和二次电池


[0001]本申请涉及钠离子电池
，尤其涉及一种普鲁士蓝类正极材料及其制备方法
、
正极极片和二次电池
。

技术介绍

[0002]钠离子电池正极材料主要包括金属层状氧化物
、
聚阴离子化合物和普鲁士蓝类化合物
(PBAs)
，其中，普鲁士蓝类化合物材料因其开放的框架结构有利于各类离子快速脱嵌，具有较好的结构稳定性和倍率性能等优点而得到广泛关注
。
[0003]然而，目前常见的普鲁士蓝类化合物材料的分散性较差且易粘连，导致材料与电解液的接触面积较小，此外也不利于后续制备电极时材料的匀浆等加工过程，进而导致相应电池的能量密度较低
。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种普鲁士蓝类正极材料及其制备方法，用以解决现有的普鲁士蓝类正极材料的电化学性能较差以及相应电池的能量密度较低的技术问题
。
[0005]根据本申请的第一方面，提供一种普鲁士蓝类正极材料，正极材料包括第一颗粒以及第二颗粒；第一颗粒呈类球形或球形形貌，第二颗粒呈长方体或类长方体形貌，且正极材料的粒径分布图包括第一顶点峰位和第二顶点峰位
。
本申请中粒度分布图通过粒度分析激光衍射法测定，第一顶点峰位与第二顶点峰位指在粒度分布图中峰高排前两位的顶点峰位
。
[0006]本申请公开的普鲁士蓝类正极材料中，由于类球形或球形的第一颗粒与长方体或类长方体的第二颗粒的形貌特性，类球形或球形的第一颗粒可以有效提高正极材料的比表面积，从而在制成电池应用时，可以增大正极材料与电解液的接触面积，进而提高相应电池的电化学性能；且正极材料粒径分布图包括两个顶点峰位，可有效提高正极片中活性物质的填充性，材料的振实密度更高，相应电池的能量密度也得到提升
。
[0007]在一些实施方式中，第一顶点峰位与第二顶点峰位的距离
d
为
10
～
25
μ
m
，可以为
10
μ
m、12
μ
m、15
μ
m、16
μ
m、18
μ
m、20
μ
m、23
μ
m、25
μ
m
或者
10
～
25
μ
m
之间的任意数值
。
[0008]在一些实施方式中，第一顶点峰位的高度
h1
与第二顶点峰位的高度
h2
之比满足：
0.5≤h1/h2≤2.0
，可以为
0.5、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0
或者
0.5
～
2.0
之间的任意数值
。
[0009]在一些实施方式中，第一顶点峰位为5～
10
μ
m
，第二顶点峰位为
16
～
32
μ
m。
第一顶点峰位可以为5μ
m、7
μ
m、8
μ
m、9
μ
m、10
μ
m
或者5～
10
μ
m
之间的任意数值，第二顶点峰位可以为
16
μ
m、19
μ
m、20
μ
m、21
μ
m、22
μ
m、23
μ
m、24
μ
m、25
μ
m、28
μ
m、30
μ
m、32
μ
m
或者
16
～
32
μ
m
之间的任意数值
。
[0010]在一些实施方式中，第一颗粒的平均尺寸为3～
11
μ
m
，可以为3μ
m、4
μ
m、5
μ
m、6
μ
m、7
μ
m、8
μ
m、9
μ
m、10
μ
m、11
μ
m
或者3～
11
μ
m
之间的任意数值，第二颗粒的平均尺寸为
15
～
32
μ
m
，可
以为
15
μ
m、16
μ
m、19
μ
m、20
μ
m、21
μ
m、22
μ
m、23
μ
m、24
μ
m、25
μ
m、28
μ
m、30
μ
m、32
μ
m
或者
15
～
32
μ
m
之间的任意数值，从而可以保证第一颗粒与第二颗粒的平均尺寸差异，由于类球形或球形的第一颗粒与长方体或类长方体的第二颗粒之间平均尺寸的差异，长方体或类长方体的第二颗粒可有效阻隔类球形或球形的第一颗粒，避免第一颗粒粘连，在制备正极片的过程中，可以提高颗粒在匀浆时的分散性
。
[0011]在一些实施方式中，第一颗粒包括多个一次颗粒，第一颗粒的球形度为
0.75
～1，可以为
0.75、0.80、0.84、0.88、0.9、0.95、1.0
或者
0.75
～
1.0
之间的任意数值
。
本申请的普鲁士蓝类正极材料中的第一颗粒的球形度在
0.75
以上，表明第一颗粒的形貌接近于球形，保证了其对提高正极材料的比表面积的贡献，从而在制成电池应用时，可以有效地增大正极材料与电解液的接触面积，提高相应电池的电化学性能
。
[0012]在一些实施方式中，正极材料的粒度分布
Span
值为3～6，优选为
3.4
～
5.9
，可以为
3.4、3.8、4、4.3、4.6、5.5
或者3～6之间的任意数值
。
从而可以保证正极材料的粒径分布的宽度，以便于提高颗粒的分散性以及填充性，以提高相应电池的能量密度
。
[0013]在一些实施方式中，正极材料的平均粒径
D50
为5～
20
μ
m
，可以为5μ
m、6
μ
m、7
μ
m、8
μ
m、10
μ
m、12
μ
m、14
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种普鲁士蓝类正极材料，其特征在于，所述正极材料包括第一颗粒以及第二颗粒；所述第一颗粒呈类球形或球形形貌，所述第二颗粒呈长方体或类长方体形貌，且所述正极材料的粒径分布图包括第一顶点峰位和第二顶点峰位
。2.
根据权利要求1所述的普鲁士蓝类正极材料，其特征在于，所述第一顶点峰位与所述第二顶点峰位的距离
d
为
10
～
25
μ
m
；和
/
或，所述第一顶点峰位的高度
h1
与所述第二顶点峰位的高度
h2
之比满足：
0.5≤h1/h2≤2.0
；和
/
或，所述第一顶点峰位为5～
10
μ
m
，所述第二顶点峰位为
16
～
32
μ
m。3.
根据权利要求1所述的普鲁士蓝类正极材料，其特征在于，所述第一颗粒的平均尺寸为3～
11
μ
m
，所述第二颗粒的平均尺寸为
15
～
32
μ
m
；和
/
或，所述第一颗粒包括多个一次颗粒，所述第一颗粒球形度为
0.75
～
1.0。4.
根据权利要求1所述的普鲁士蓝类正极材料，其特征在于，所述正极材料的粒度分布
Span
值为3～6；和
/
或，所述正极材料的平均粒径
D50
为5～
20
μ
m
；和
/
或，所述正极材料的比表面积
BET
为2～
6m2/g
；和
/
或，所述正极材料的振实密度
TD
为
1.0
～
1.8g/cm3；和
/
或，所述正极材料的
(200)
晶面的特征峰的半峰宽为
0.1
°‑
0.3
°
；和
/
或，所述正极材料的化学通式为：
A
1+x
M
a
M'
b
[Fe(CN)6]
y
·
zH2O
；其中，
A
元素为
Li、Na
和
K
中的一种或多种，
M
元素和
M'
元素分别选自
Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Zn
中的一种或多种，
0.5≤x≤1
，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗淼思，李晗，张雨英，訚硕，
申请(专利权)人：湖南中伟新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：