【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠离子电池正极材料领域，尤其是涉及一种表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料。
技术介绍
1、目前，主要有三种钠离子正极材料：包括层状氧化物类正极材料、聚阴离子类正极材料、普鲁士蓝类正极材料。而在层状氧化物正极材料中，主要以o3型层状氧化物和p2型层状氧化物为主。相比o3型的高容量层状氧化物正极材料，p2型层状氧化物正极材料的钠配比较低，这也导致p2型层状氧化物的理论容量偏低，尽管容量方面并无优势，但p2型材料在长循环及倍率方面具有更大的潜力。
2、正极材料的循环稳定性对电池的应用起着至关重要的作用。而稳定性主要取决于两个方面：一方面是材料本身的体积形变，导致其在循环过程中的膨胀破裂；另一方面是材料与电解液的界面，稳定的界面膜有助于电池的稳定工作。在现有技术中，包覆有助于解决以上两个问题，在正极材料行业中常规的包覆方法为固相法和液相法。固相法是将包覆材料和层状材料通过固相法简单混合，该方法经济性好，但是包覆效果不理想；液相法是将层状材料和包覆物置于液体中搅拌，从而使其包覆均匀，在液相法中往往通过离心法或过滤法进行后续处理，但是该处理方式存在废液等问题，而且后续的长时间烘干也带来了经济性不理想的问题。
3、但是，绝大部分的层状氧化物钠电正极材料(naxmoy)在制备中会残留少量的碱性化合物碳酸钠和氢氧化钠，使钠离子电池正极材料暴露在空气中具有吸湿性，这给材料的合成、保存、以及全电池的组装带来了一定的困扰。产生的不良影响主要有：(1)材料表面的残碱与pvdf粘结剂发生反应，不仅降低极片的机械强度，
4、现有技术中的处理方法有：水洗、有机溶剂对正极材料清洗、使用酸性溶液清洗、水洗同时包覆。但是都存在一定的问题：水洗，水洗后材料ph明显下降，但一般活性物质也会和水反应，质子和na+发生交换，容量下降，bet升高，如再次暴露在空气时，更容易吸收水分，正极材料与电解液副反应也会增加；一般有机溶剂清洗效果还好；酸性溶液清洗，类似水洗，化学反应性太强，能引起容量下降和材料bet上升也可能导致循环性能变差；水洗包覆步骤长，还需要二烧，加工成本高，而且正极材料克容量容易下降。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提出一种表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料，以使疏水材料致密、牢固地结合在正极材料颗粒表面，改善材料性能。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料，包括活性物质颗粒及通过多步模板法包覆在活性物质颗粒外的纳米疏水层，所述纳米疏水层选自有机硅烷、磷脂、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯中的一种。
4、进一步地，所述活性物质颗粒的材质选自层状氧化物、聚阴离子、普鲁士蓝类正极材料中的一种。
5、所述的表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：
6、步骤s1、将可溶性盐溶于第一溶剂，得到盐溶液，将疏水材料溶于第二溶剂，得到疏水材料浆料；
7、步骤s2、盐包覆：将活性物质放入流化床中，达到散式流化态，将盐溶液呈雾状泵入流化床内进行反应，将反应产物干燥，得到盐包覆的活性物质；
8、步骤s3、疏水材料包覆：将盐包覆的活性物质放入流化床中，达到散式流化态，将疏水材料浆料呈雾状泵入流化床内进行反应，将反应产物干燥，得到疏水材料包覆的活性物质；
9、步骤s4、将疏水材料包覆的活性物质重复进行多次盐包覆及疏水材料包覆，得到多层包覆的活性物质；
10、步骤s5、脱模：将多层包覆的活性物质与第三溶剂混合搅拌，过滤、干燥，得到表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料。
11、进一步地，步骤s1中可溶性盐与第一溶剂的用量比为1:2-5；优选地，所述可溶性盐选自氯化钠、氯化钾中的一种或两种的混合物，所述第一溶剂选自丙三醇、乙醇中的一种或两种的混合物。
12、进一步地，步骤s1中疏水材料选自有机硅烷、磷脂、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯中的一种，第二溶剂选自乙醇、nmp、emc、dmc、dec中的一种；优选地，疏水材料选自有机硅烷，第二溶剂选自乙醇；优选地，疏水材料浆料的浓度为3％-30％。
13、进一步地，步骤s2中盐溶液的泵入流量为每千克活性物质1-100cm3/min，反应时间为10-60min，干燥温度为50-200℃。
14、进一步地，步骤s3中的疏水材料浆料泵入流量为每千克活性物质5-20cm3/min，反应时间为10-30min，干燥温度为80-400℃。
15、进一步地，步骤s5中第三溶剂选自丙三醇、乙醇中的一种或两种的混合物。
16、进一步地，步骤s5中活性物质与第三溶剂的用量比为1:1-5，搅拌温度为25-60℃。
17、进一步地，步骤s5中干燥温度为50-200℃。
18、相对于现有技术，本专利技术所述的表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料具有以下优势：
19、(1)本专利技术所述的表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料通过疏水材料的包覆，在材料颗粒表面形成一层多孔微纳米疏水层，该纳米疏水层具有很低的表面能，在纳米孔结构和疏水材料的共同作用下疏水效果良好，可阻隔水分扩散通道，减少正极材料中碳酸钠和氢氧化钠等物质与水的反应，优化材料的制浆加工性能，提高钠电正极材料的克容量发挥；
20、(2)本专利技术所述的表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料采用多步模板法包覆技术，反应温度低，降低能耗，可通过控制反应条件控制包覆层厚度和孔径大小及孔结构，进而调控材料性能；
21、(3)本专利技术所述的表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料采用有机硅烷、磷脂、改性聚合物等疏水材料作为疏水聚合物材料，具有很好的抗氧化性，能够减少其与正极材料，特别是充电态正极材料的反应，减少对产品性能的影响，产品一致性更好，同时有机硅烷、磷脂、改性聚合物等物质富含亲油基团，可与常用粘结剂如pvdf、ptfe等产生更好的连接效果，提高粘接强度，降低粘结剂用量。
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1.一种表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料，其特征在于：包括活性物质颗粒及通过多步模板法包覆在活性物质颗粒外的纳米疏水层，所述纳米疏水层选自有机硅烷、磷脂、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯中的一种。
2.根据权利要求1所述的表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料，其特征在于：所述活性物质颗粒的材质选自层状氧化物、聚阴离子、普鲁士蓝类正极材料中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中可溶性盐与第一溶剂的用量比为1:2-5；优选地，所述可溶性盐选自氯化钠、氯化钾中的一种或两种的混合物，所述第一溶剂选自丙三醇、乙醇中的一种或两种的混合物。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中疏水材料选自有机硅烷、磷脂、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯中的一种，第二溶剂选自乙醇、NMP、EMC、DMC、DEC中的一种；优选地，疏水材料选自有机硅烷
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中盐溶液的泵入流量为每千克活性物质1-100cm3/min，反应时间为10-60min，干燥温度为50-200℃。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤S3中的疏水材料浆料泵入流量为每千克活性物质5-20cm3/min，反应时间为10-30min，干燥温度为80-400℃。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤S5中第三溶剂选自丙三醇、乙醇中的一种或两种的混合物。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤S5中活性物质与第三溶剂的用量比为1:1-5，搅拌温度为25-60℃。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤S5中干燥温度为50-200℃。
...【技术特征摘要】
1.一种表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料，其特征在于：包括活性物质颗粒及通过多步模板法包覆在活性物质颗粒外的纳米疏水层，所述纳米疏水层选自有机硅烷、磷脂、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯中的一种。
2.根据权利要求1所述的表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料，其特征在于：所述活性物质颗粒的材质选自层状氧化物、聚阴离子、普鲁士蓝类正极材料中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的表面包覆疏水材料的钠离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤s1中可溶性盐与第一溶剂的用量比为1:2-5；优选地，所述可溶性盐选自氯化钠、氯化钾中的一种或两种的混合物，所述第一溶剂选自丙三醇、乙醇中的一种或两种的混合物。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤s1中疏水材料选自有机硅烷、磷脂、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、聚全氟乙丙烯、聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：古金星，
申请(专利权)人：蓝京新能源嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：
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