【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，更具体地，尤其涉及一种钠离子正极材料的制备方法，钠离子正极材料，和钠离子电池。
技术介绍
1、作为当前综合性能最优异的二次电池代表，锂离子电池的商业化最早可以追溯至20世纪90年代，经过多年的研究锂离子电池已经具有成熟的电池技术路线。然而受锂元素地壳丰度限制，锂离子电池难以支撑目前日益增长的储能市场。钠离子电池工作原理和锂离子电池工作原理类似，且钠盐储量丰富，开采简单，在后续储能领域大规模应用方向更具优势。
2、钠电正极材料是钠离子电池的能量密度来源，研究学者在制备过程中，发现使用前驱体烧结获得的钠正极材料过程中，一方面是烧结温度需要不低于1000℃才能充分反应，获得钠正极材料，其次是因为烧结温度太高，最终烧结成单晶形貌多为片状结构的钠正极材料。一方面因为温度高而导致能源的浪费，并且还会造成生产成本的升高；另一方面，获得的片状结构的钠正极材料以发生结构变化或相转变导致电池循环性能的衰减。
3、现有技术中也有研究学者通过加入cuo作为助烧剂加入钠电正极材料前驱体中进行助烧，一般会添加超过氧化铜摩尔量是钠电正极材料前驱体摩尔量的2％，才能达到助烧效果，能成功将烧结温度降低至不高于1000℃。但是这样超量添加氧化铜，虽然能提升助烧效果，但是也会导致杂相的生成，从而导致获得的钠电正极材料的电性能的下降。
技术实现思路
1、鉴于以上内容，本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出了一种钠离子正极材料的制备方法和应用。通
2、为此，第一方面，本专利技术实施例提供了一种钠离子正极材料的制备方法，所述制备方法包括：
3、s10、按照一定比例，将正极材料前驱体ni1/3fe1/3mn1/3(oh)2、钠源化合物、氧化铜及氧化铁均匀混合，得到混合料；
4、s20、将所述混合料在一定条件下烧结、粉碎及过筛，得到所述钠离子正极材料。
5、优选地，所述钠源化合物包括碳酸钠、氢氧化钠、磷酸钠、氯化钠中的至少一种。
6、优选地，所述混合料中氧化铜与所述正极材料前驱体的加入量的摩尔比小于0.02:1。
7、优选地，所述混合料中氧化铜与所述正极材料前驱体的加入量的摩尔比小于0.008:1；及/或，所述混合料中氧化铁与所述正极材料前驱体的加入量的摩尔比小于0.008:1；及/或，所述钠源化合物与所述正极材料前驱体的加入量的摩尔比在(0.87-1.04):1。
8、优选地，所述正极材料前驱体的粒度d50在3μm-7μm；及/或，
9、所述混合料在高速混合机混合时间为30min-60min，混合转速为600rpm-900rpm。
10、优选地，所述制备方法还包括：
11、s5、按照一定比例，将ni、fe、mn的混合盐溶液、氢氧化钠溶液、氨水溶液并流混合，进行共沉淀反应，得到沉淀中间体；所述沉淀中间体经洗涤、烘干、筛分后得到所述钠离子正极材料前驱体nixfeymnz(oh)2。
12、优选地，所述混合盐溶液中ni、fe、mn的摩尔比为1:1:1；所述混合盐溶液中ni、fe、mn的总摩尔浓度为1.8mol/l～2.5mol/l；及/或，
13、所述氢氧化钠溶液的质量分数在20％-40％；及/或，
14、所述氨水溶液的摩尔浓度在1.5mol/l-8mol/l；及/或，
15、所述共沉淀反应在惰性气氛下进行；及/或，
16、所述共沉淀反应混合溶液的ph在9-11，反应温度在40℃-60℃；及/或，
17、所述共沉淀反应的搅拌速度在200r/min-800r/min。
18、优选地，所述洗涤、烘干、筛分步骤具体包括：
19、将所述沉淀中间体经0mol/l-1mol/l的氢氧化钠碱洗三次，然后纯水洗至电导率≤30us/cm；烘干得到nixfeymnz(oh)2，烘干好的物料过200-350目筛网筛分，筛分后得到所述正极材料化物前驱体。
20、第二方面，本专利技术还提供了一种钠离子正极材料，所述钠离子正极材料根据上述第一方面所述的制备方法制得。
21、第三方面，本专利技术实施例还提供了一种钠离子电池，所述钠离子电池包括上述第二方面提供的钠离子正极材料。
22、本专利技术实施例提供的钠离子正极材料的制备方法，在一次烧结添加氧化铜和氧化铁，氧化铜和氧化铁的协同助熔效果可以促进单晶的形成，所添加的cuo的摩尔量能够显著降低，由于铜铁的协同作用极大的降低了烧结温度，降低了烧结温度，并且三价铁的添加可替代ni，降低因电荷平衡形成的三价镍而导致杂相形成，获得单一分散的单晶型钠离子正极材料，晶粒的单晶形貌明显，结晶度高，同时有较高的压实密度和循环性能。另外，该制备方法，工艺流程简洁、效率高，不需要高端设备，无需添加昂贵的试剂，原材料价廉易得，并且不涉及有毒有害原料，适用于大规模产业化生产。
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1.一种钠离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的钠离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述钠源化合物包括碳酸钠、氢氧化钠、磷酸钠、氯化钠中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的钠离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述混合料中氧化铜与所述正极材料前驱体的加入量的摩尔比小于0.02:1。
4.根据权利要求3所述的钠离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述混合料中氧化铜与所述正极材料前驱体的加入量的摩尔比小于0.008:1；及/或，所述混合料中氧化铁与所述正极材料前驱体的加入量的摩尔比小于0.008:1；及/或，所述钠源化合物与所述正极材料前驱体的加入量的摩尔比在(0.87-1.04):1。
5.根据权利要求1所述的钠离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述正极材料前驱体的粒度D50在3μm-7μm；及/或，
6.根据权利要求2所述的钠离子正极材料的制备方法，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求6所述的钠离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述混合盐溶液中Ni、Fe、M
8.根据权利要求7所述的钠离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述洗涤、烘干、筛分步骤具体包括：
9.一种钠离子正极材料，其特征在于，所述钠离子正极材料根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
10.一种钠离子电池，其特征在于，所述钠离子电池包括：根据权利要求9所述的钠离子正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种钠离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的钠离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述钠源化合物包括碳酸钠、氢氧化钠、磷酸钠、氯化钠中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的钠离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述混合料中氧化铜与所述正极材料前驱体的加入量的摩尔比小于0.02:1。
4.根据权利要求3所述的钠离子正极材料的制备方法，其特征在于，所述混合料中氧化铜与所述正极材料前驱体的加入量的摩尔比小于0.008:1；及/或，所述混合料中氧化铁与所述正极材料前驱体的加入量的摩尔比小于0.008:1；及/或，所述钠源化合物与所述正极材料前驱体的加入量的摩尔比在(0.87-1.04):1。
5.根据权利要求1所述的钠离子正...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙杰，王正杰，梅京，董要港，吴大贝，柯贞，何中林，何健豪，
申请(专利权)人：湖北融通高科先进材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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