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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠电池,尤其是涉及一种正极材料及其制备方法和正极片。
技术介绍
1、钠离子电池具有安全性高、原材料丰富以及成本低等特点成为了近年来电池技术的研发热点。钠离子电池可应用于低速电动车以及储能装置等领域。
2、在钠离子电池的各种正极材料中,钠离子电池层状氧化物正极材料具有较高的理论容量。但钠离子层状氧化物正极材料通过高温烧结后易形成大片状形貌,该形貌会导致材料的流动性较差(p<0.6),导致生产过程运输困难,且该正极材料所制成极片的压实密度低(<3g/cm3),导致钠离子电池的能量密度难以提高。但是,若不进行高温烧结,材料成相困难,团聚严重,难以保持类单晶形貌,且该正极材料所制成极片的压实密度低(<2.8g/cm3)。
3、有鉴于此,特提出此专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种正极材料的制备方法,通过对层状氧化物进行烧结并调控烧结的温度,改善了材料的形貌,提高了材料的流动性。
2、本专利技术的第二目的在于提供一种正极材料,具有类球或橄榄型的形貌以及优异的流动性。
3、本专利技术的第三目的在于提供一种正极片,其具有高压实密度。
4、为了实现本专利技术的上述目的,特采用以下技术方案:
5、本专利技术提供了一种正极材料的制备方法,包括如下步骤:
6、将层状氧化物和钠源在t±20℃下进行第一烧结后,得到所述正极材料;
7、其中,t=850-td×100×t/s×
8、进一步地,β为0.0001~0.02。
9、进一步地,包括以下特征(1)至(3)中的至少一种;
10、(1)所述层状氧化物包括naδcuynizfesmnt(oh)2;0.9≤δ≤1.1,0.08≤y≤0.14,0.18≤z≤0.24,0.3≤s≤0.36,0.32≤t≤0.35,y+z+s+t=1;
11、(2)所述层状氧化物的振实密度为1~2g/cm3;
12、(3)所述层状氧化物的比表面积为0.3~1m2/g。
13、进一步地,所述第一烧结的时间为8~24h。
14、进一步地,所述层状氧化物的制备方法,包括如下步骤:
15、将钠源和镍铜铁锰氢氧化物进行第二烧结后,得到所述层状氧化物。
16、进一步地,所述镍铜铁锰氢氧化物的化学式为cuynizfesmnt(oh)2;0.08≤y≤0.14,0.18≤z≤0.24,0.3≤s≤0.36,0.32≤t≤0.35,y+z+s+t=1。
17、进一步地,包括以下特征(1)至(3)中的至少一种;
18、(1)所述镍铜铁锰氢氧化物的粒径d50为4~10μm;
19、(2)所述镍铜铁锰氢氧化物的振实密度≥1g/cm3;
20、(3)所述镍铜铁锰氢氧化物的比表面积为10~30m2/g。
21、进一步地,所述第二烧结包括:于950~1200℃保温处理8~24h。
22、本专利技术还提供了一种正极材料,采用如上所述的正极材料的制备方法制得。
23、本专利技术还提供了一种正极片,包括如上所述的正极材料。
24、与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:
25、1、本专利技术的正极材料的制备方法,通过对层状氧化物进行烧结,并调控补钠量β、烧结时间t、层状氧化物的比表面积s、层状氧化物的振实密度td和烧结温度t之间的函数关系;可将层状氧化物的大片状形貌改善为类球或橄榄型形貌,进而提高了材料的流动性。
26、2、本专利技术的正极材料具有类球或橄榄型的形貌以及优异的流动性,钝度≥0.6。
27、3、将本专利技术的正极材料用于制备正极片,有利于提升正极片的压实密度,从而有利于提高钠离子电池的电化学性能。
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1.一种正极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法,其特征在于,β为0.0001~0.02。
3.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下特征(1)至(3)中的至少一种;
4.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法,其特征在于,所述第一烧结的时间为8~24h。
5.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法,其特征在于,所述层状氧化物的制备方法,包括如下步骤:
6.根据权利要求5所述正极材料的制备方法,其特征在于,所述镍铜铁锰氢氧化物的化学式为CuyNizFesMnt(OH)2;0.08≤y≤0.14,0.18≤z≤0.24,0.3≤s≤0.36,0.32≤t≤0.35,y+z+s+t=1。
7.根据权利要求5所述正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下特征(1)至(3)中的至少一种;
8.根据权利要求5所述正极材料的制备方法,其特征在于,所述第二烧结包括:于950~1200℃保温处理8~24h。
9.一种正极材料,其特征
10.一种正极片,其特征在于,包括权利要求9所述的正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种正极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法,其特征在于,β为0.0001~0.02。
3.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下特征(1)至(3)中的至少一种;
4.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法,其特征在于,所述第一烧结的时间为8~24h。
5.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法,其特征在于,所述层状氧化物的制备方法,包括如下步骤:
6.根据权利要求5所述正极材料的制备方法,其特征在于,所述镍铜铁锰氢氧化物的...
【专利技术属性】
技术研发人员:程斯琪,陈森,王建鑫,戚兴国,李树军,唐堃,
申请(专利权)人:山西华钠铜能科技有限责任公司,
类型:发明
国别省市:
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