【技术实现步骤摘要】
钠离子电池正极材料、其制备方法及钠离子电池
[0001]本专利技术属于钠离子电池
,具体涉及一种钠离子电池正极材料
、
其制备方法及钠离子电池
。
技术介绍
[0002]锂钠同族,具有类似的理化性质
。
锂离子因其更小的离子半径和更高的标准电势,在二次电池上率先得到了广泛应用
。
随着锂电池的快速发展,其在资源供给
、
安全性和成本等方面的问题日益凸显
。
在这一背景下,钠离子电池在资源丰度
、
成本低廉
、
安全性好以及快充
、
低温性能等方面的优势逐渐被重视
。
钠离子电池正极主要有层状金属氧化物
、
聚阴离子化合物及普鲁士蓝类化合物三条技术路线
。
其中,聚阴离子型正极具有以下优势:1)其晶体结构中,阴离子多面体单元之间具有很强的共价键,能支撑和稳定材料的晶体框架结构,因此热稳定性和电化学稳定性较高,具有很好的循环寿命和安全性
。2
)聚阴离子类正极材料中一般含有多个
Na
+
,且其中的过渡金属离子一般存在多个中间价态,因此能实现多个电子转移
。
另外,过渡金属离子的价电子局域化程度高,利用强电负性元素的诱导效应使得
Na
+
插入时通常表现出更高的氧化还原电位
。
目前,典型的聚阴离子材料主要以橄榄石型的
NaFePO ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种钠离子电池正极材料,其特征在于,包括碳基材料和掺杂型硫酸亚铁钠材料,所述掺杂型硫酸亚铁钠材料负载于所述碳基材料的表面和内部,且所述掺杂型硫酸亚铁钠材料的化学式为
Na
a
Fe
b
M
c
(SO4)
d
F
f
,
M
选自锡
、
铝
、
锑和镁中的至少一种,其中,
1.95≤a≤3、1.4≤b≤2、0≤c≤0.1、2.85≤d≤3、0≤f≤0.3。2.
根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料,其特征在于:所述钠离子电池正极材料为中值粒径
D
50
为
20~30
μ
m
的球形颗粒;和
/
或,所述钠离子电池正极材料的松装密度为
0.55~0.68g/cm3;和
/
或,所述碳基材料与掺杂型硫酸亚铁钠材料的质量比为(
0.5%~12%
)
:1。3.
如权利要求1‑2中任一项所述钠离子电池正极材料的制备方法,其特征在于,包括:提供包括表面活性剂
、
塑化剂和粘结剂的均匀混合液;将碳基材料和氟化物掺杂源加入所述均匀混合液中,得到悬浊液;将钠源
、
亚铁源
、
补钠剂和抗氧化剂加入所述悬浊液中,得到前驱体悬浊液;将所述前驱体悬浊液离心喷雾干燥,得到前驱体粉末;将所述前驱体粉末于惰性气氛中进行固相烧结,得到所述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:所述氟化物包括氟化亚锡
、
氟化铝
、
氟化锑和氟化镁中的至少一种;和
/
或,所述氟化物的用量为所述钠源与亚铁源总质量的
0.5~6wt
%;和
/
或,所述氟化物尺寸为纳米级
。5.
根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,具体包括:将所述表面活性剂
、
塑化剂和粘结剂分散于溶剂中,并在
40~80℃
的温度下搅拌
10~30min
,得到所述均匀混合液;和
/
或,将所述碳基材料和氟化物加入所述均匀混合液,超声分散
2~6h
,得到所述悬浊液;和
/
或,将钠源
、
亚铁源
、
补钠剂和抗氧化剂加入所述悬浊液中,并搅拌
8~20min
,得到所述前驱体悬浊液
。6.
根据权利要求
3~5
任一项所述的制备方法,其特征在于:所述碳基材料包括碳纳米管
、
碳纤维
、
导电炭黑
、
科琴黑和活性炭中的至少一种;和
/
或,所述抗氧化剂包括抗坏血酸
、
异抗坏血酸和异抗坏血酸钠中的至少一种;和
/
或,所述钠源包括硫酸钠;和
/
或,所述亚铁盐包括硫酸亚铁;和
/
或,所述补钠剂包括乙酸钠;和
/
或,所...
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