【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池正极材料，特别是涉及钠电层状正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近几年，新能源产业快速发展，钠离子电池因为具备低成本、制备方法简单、性能优异等特点备受关注，其中镍锌铁锰钠层状氧化物作为钠电层状正极材料，由于成本低廉、加工性能和循环性能优异，备受关注，但是其电导率偏低，12mpa下的粉末电阻在50000ω·cm以上，对应制得的钠离子电池的电芯内阻大，产热严重，导致工业化放大时风险较大。鉴于此，改善镍锌铁锰钠层状氧化物的电子电导率，从而降低电芯内阻，显得极为迫切。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种钠电层状正极材料及其制备方法和应用，该钠电层状正极材料在12mpa下的粉末电阻降低到30000ω·cm以下，极大的减少了对应制得的钠离子电池中电芯的产热，有效的提高了安全性。
2、本专利技术公开了一种钠电层状正极材料，所述钠电层状正极材料由内而外包括内核、惰性包覆层以及碳包覆层；
3、其中，所述内核的化学通式为naanibzncfedmneo2，0.80≤a≤0.90，0.20≤b≤0.50，0.05≤c≤0.20，0.20≤d≤0.40，0.20≤e≤0.40，所述内核表面co32-含量小于或等于1wt%，oh-含量小于或等于0.12wt%，所述惰性包覆层包括x元素的氧化物和/或所述氧化物与所述内核表面的碱反应生成的盐，所述惰性包覆层与所述碳包覆层之间的剥离强度大于或等于0.01n/m。
4、在一实施方
5、在一实施方式中，所述惰性包覆层的厚度小于或等于50nm。
6、在一实施方式中，所述碳包覆层的材料包括炭黑、碳纳米管或石墨烯中的至少一种。
7、在一实施方式中，所述碳包覆层在所述钠电层状正极材料中的质量分数为0.5%-1.5%。
8、一种如上述的钠电层状正极材料的制备方法，包括如下步骤：
9、将na源与通式为nibzncfedmne(oh)2的前驱体按照a:1的摩尔比混合得到混合料，对所述混合料进行第一次烧结，粉碎烧结的产物，得到第一中间体，其中，0.80≤a≤0.90，0.20≤b≤0.50，0.05≤c≤0.20，0.20≤d≤0.40，0.20≤e≤0.40；
10、水洗所述第一中间体直至ph小于10，得到内核；
11、将x元素的氧化物与所述内核混合进行第二次烧结，在所述内核的表面形成惰性包覆层，得到第二中间体，其中，所述x元素的氧化物能够与所述内核表面的碱反应；
12、将碳源与所述第二中间体混合，在惰性气体的保护下进行第三次烧结，在所述第二中间体的表面形成碳包覆层，得到钠电层状正极材料，其中，所述碳源与所述第二中间体的质量比大于0.2:100，且小于2.0:100，所述第三次烧结的温度为100℃-300℃。
13、在一实施方式中，水洗所述第一中间体的步骤中，水与所述第一中间体的质量比为0.6:1-1:1。
14、在一实施方式中，将x元素的氧化物与所述内核混合进行第二次烧结的步骤，还满足以下条件中的至少一个：
15、（1）所述x元素的氧化物与所述内核的摩尔比为0.05:100-0.5:100；
16、（2）所述第二次烧结的温度为400℃-600℃。
17、在一实施方式中，将碳源与所述第二中间体混合进而第三次烧结的步骤，所述碳源与所述第二中间体的质量比为0.5:100-1.5:100。
18、一种钠离子电池正极片，包括如上述的钠电层状正极材料。
19、一种钠离子电池，包括如上述的钠离子电池正极片。
20、一种用电设备，包括如上述的钠离子电池。
21、本专利技术提供的钠电层状正极材料，通过控制内核的钠含量以及内核表面的co32-以及oh-含量，不仅能够提高钠电层状正极材料的导电性，还能够使惰性包覆层更完整的包覆于内核表面；惰性包覆层不仅能够与内核表面的碱反应，进一步降低内核表面的碱含量，还能够在不降低电子隧道效应的同时，改善界面稳定性；另外，惰性包覆层中的x元素能够提高惰性包覆层与碳包覆层的结合强度和润湿性，从而使碳包覆层与惰性包覆层之间的剥离强度能够达到0.01n/m以上，使碳包覆层牢固的包覆于惰性包覆层上；与此同时，碳包覆层进一步提高了钠电层状正极材料的电导率；最终，使钠电层状正极材料在12mpa下的粉末电阻降低到30000ω·cm以下，极大的减少了对应制得的钠离子电池中电芯的产热，有效的提高了安全性。
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1.一种钠电层状正极材料，其特征在于，所述钠电层状正极材料由内而外包括内核、惰性包覆层以及碳包覆层；
2.根据权利要求1所述的钠电层状正极材料，其特征在于，所述X元素包括Al、Si、Mg、Ca、Ti、Y或W中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的钠电层状正极材料，其特征在于，所述惰性包覆层的厚度小于或等于50nm。
4.根据权利要求1至权利要求3任一项所述的钠电层状正极材料，其特征在于，所述碳包覆层的材料包括炭黑、碳纳米管或石墨烯中的至少一种。
5.根据权利要求1至权利要求3任一项所述的钠电层状正极材料，其特征在于，所述碳包覆层在所述钠电层状正极材料中的质量分数为0.5%-1.5%。
6.一种如权利要求1至权利要求5任一项所述的钠电层状正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的钠电层状正极材料的制备方法，其特征在于，水洗所述第一中间体的步骤中，水与所述第一中间体的质量比为0.6:1-1:1。
8.根据权利要求6所述的钠电层状正极材料的制备方法，其特征在于，将X元素的氧
9.根据权利要求6所述的钠电层状正极材料的制备方法，其特征在于，将碳源与所述第二中间体混合进而第三次烧结的步骤，所述碳源与所述第二中间体的质量比为0.5:100-1.5:100。
10.一种钠离子电池正极片，其特征在于，包括如权利要求1至权利要求5任一项所述的钠电层状正极材料。
11.一种钠离子电池，其特征在于，包括如权利要求10所述的钠离子电池正极片。
12.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求11所述的钠离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种钠电层状正极材料，其特征在于，所述钠电层状正极材料由内而外包括内核、惰性包覆层以及碳包覆层；
2.根据权利要求1所述的钠电层状正极材料，其特征在于，所述x元素包括al、si、mg、ca、ti、y或w中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的钠电层状正极材料，其特征在于，所述惰性包覆层的厚度小于或等于50nm。
4.根据权利要求1至权利要求3任一项所述的钠电层状正极材料，其特征在于，所述碳包覆层的材料包括炭黑、碳纳米管或石墨烯中的至少一种。
5.根据权利要求1至权利要求3任一项所述的钠电层状正极材料，其特征在于，所述碳包覆层在所述钠电层状正极材料中的质量分数为0.5%-1.5%。
6.一种如权利要求1至权利要求5任一项所述的钠电层状正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙国征，张文飞，徐建康，王尊志，于建，刘瑞，
申请(专利权)人：宁波容百新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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