一种钠电正极材料及其合成方法技术

本发明专利技术提供一种钠电正极材料及其合成方法

【技术实现步骤摘要】
一种钠电正极材料及其合成方法


[0001]本专利技术涉及正极材料的
，具体涉及一种钠电正极材料及其合成方法
。

技术介绍

[0002]随着科学技术的高速发展，人们的生活水平得到了大幅提高，对能源的需求也在日益增长，伴随而来的便是煤炭
、
石油等传统矿物能源的日趋枯竭
。
因此近年来，大力研究与开发新能源技术己经成为全世界的共同课题
。
[0003]自从
1991
年第一款商业化锂离子电池问世以来，锂离子二次电池以优良的综合性能成为最受欢迎的绿色二次电池
。
然而由于锂离子电池的大规模商业化，锂资源问题日益凸显，电池用锂源价格不断攀升，制约了其在动力电池与规模储能领域的应用
。
因此，寻找与开发取代锂的新储能体系及其关键材料迫在眉睫
。
[0004]钠在地壳中储量丰富，钠应用于储能
，无论是商业价值还是可持续利用的前景方面都具有巨大优势
。
近年来，研究人员对钠离子电池的特殊性认识越来越充分，设计出更多的新型复合型的正极材料才来满足成本费用
、
安全性能
、
循环能力以及能量密度等各方面的商业化要求
。
但是钠离子电池也具有自身的缺陷，循环稳定性差
、
电容量较低，这无疑会限制钠离子电池在储能
的应用
。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的钠离子电池循环稳定性差以及电容量低的缺陷
。
[0006]为此，本专利技术提供一种钠电正极材料，包括钠电正极材料本体
、
掺杂在钠电正极材料本体中的至少两种氧化物以及包覆在钠电正极材料本体的表面的包覆物，所述钠电正极材料本体的化学通式为
Na
1+y
(Ni
a
Fe
b
Mn1‑
a
‑
b
)1‑
y
O2，其中
0≤y≤0.2
，
0.01≤a≤0.5
，
0.01≤b≤0.5。
[0007]进一步地，所述氧化物选自
Al2O3、TiO2、Mg(OH)2、Li2CO3、CaCO3、Co(OH)2；优选
Al2O3和
TiO2。
[0008]进一步地，按质量比计，所述氧化物的掺杂量为钠电正极材料本体的
0.01
‑
6wt
％
。
[0009]进一步地，所述包覆物的包覆量为掺杂氧化物后的钠电正极材料本体的
0.01
‑
0.5wt
％
。
[0010]进一步地，所述包覆物选自
Al2O3、H3BO3、ZrO2、V2O5、La2O3、RuO2、CeO2中的至少一种
。
[0011]本专利技术还提供一种钠电正极材料的合成方法，包括如下步骤：
[0012]将钠电前驱体与钠盐
、
氧化物混合
、
烧结然后粉碎；
[0013]将粉碎后的材料与包覆物混合
、
烧结
。
[0014]进一步地，所述钠盐中钠离子和钠电前驱体的摩尔比为
1.01
‑
1.32。
[0015]进一步地，所述钠电前驱体
、
钠盐和氧化物的烧结温度为
750
‑
1200℃
，烧结时间为8‑
24h。
[0016]进一步地，所述粉碎后的材料和包覆物的烧结温度为
200
‑
500℃
，烧结时间为6‑
18h。
[0017]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0018]1.
本专利技术提供的一种钠电正极材料，在钠电正极材料本体中掺杂至少两种氧化物，通过共掺杂提高了钠电正极材料的循环稳定性和电容量，克服了钠电正极材料的使用缺陷；
[0019]现有的钠电正极材料易吸水或与二氧化碳发生化学反应，导致钠电正极材料的运输及储存成本增加，使用包覆物将钠电正极材料本体包覆不但能够防止钠电正极材料本体被氧化，而且起到防水的作用，降低了钠电正极材料的运输及储存成本
。
且包覆材料在钠电正极材料本体的表面，铝离子未进入材料的晶体结构中，因此钠电正极材料本体的晶体结构保持完好；另外，包覆物在高电压下抑制了钠电正极材料本体和电解液之间的副反应，有效保护了钠电正极材料本体的表面晶体结构，提高了钠电正极材料的循环稳定性和电容量
。
[0020]2.
本专利技术提供的一种钠电正极材料，二氧化钛掺杂使钠电正极材料本体的放电比容量小幅减少，却显著提高了钠电正极材料本体的循环稳定性，氧化铝掺杂能够有效的稳定钠电正极材料本体的结构，减少钠离子嵌入和流出造成的结构破坏，二氧化钛和氧化铝共掺杂能够提高钠电正极材料本体的循环稳定性和电容量
。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术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方式，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
。
[0022]图1为实施例3制备的钠电正极材料在
1000
倍下的
SEM
图；
[0023]图2为实施例3制备的钠电正极材料在
20000
倍下的
SEM
图
。
具体实施方式
[0024]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内
。
[0025]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行
。
所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品
。
[0026]Ni
0.34
Fe
0.33
Mn
0.33
(OH)2购自自格林美
(
荆门
)
，货号为
NFM111
‑
230201。
[0027]实施例1[0028]本实施例提供一种钠电正极材料的合成方法，包括如下步骤：
[0029]将
3kgNi
0.34
Fe
0.33
Mn
0.33
(OH)2(
钠电前驱体
)、1.91k本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钠电正极材料，其特征在于，包括钠电正极材料本体
、
掺杂在钠电正极材料本体中的至少两种氧化物以及包覆在钠电正极材料本体的表面的包覆物，所述钠电正极材料本体的化学通式为
Na
1+y
(Ni
a
Fe
b
Mn1‑
a
‑
b
)1‑
y
O2，其中
0≤y≤0.2
，
0.01≤a≤0.5
，
0.01≤b≤0.5。2.
根据权利要求1所述的一种钠电正极材料，其特征在于，所述氧化物选自
Al2O3、TiO2、Mg(OH)2、Li2CO3、CaCO3、Co(OH)2；优选
Al2O3和
TiO2。3.
根据权利要求1或2所述的一种钠电正极材料，其特征在于，按质量比计，所述氧化物的掺杂量为钠电正极材料本体的
0.01
‑
6wt
％
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的一种钠电正极材料，其特征在于，所述包覆物的包覆量为掺杂氧化物后的钠电正极材料本体的
0...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪浩波，许开华，陈玉君，桑雨辰，邢利生，施杨，夏寒，陈官华，张志力，
申请(专利权)人：格林美无锡能源材料有限公司格林美股份有限公司，
类型：发明
国别省市：