具有阴离子氧化还原活性的正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有阴离子氧化还原活性的正极材料及其制备方法和应用，该正极材料，的化学通式为Nay[Li0.2Mn0.8‑xMx]O2；其中，M为过渡金属离子，且0.1≤x≤0.3，y值由化合价电荷平衡确定；正极材料为P3相构型，具有片层状结构，属R‑3m空间群。本发明专利技术的正极材料激活了晶格氧的阴离子氧化还原活性，显著提升了正极材料的比容量，过渡金属层中的Li离子能够相对“固定”在原有的位置，保证了材料的结构稳定性和高电压下电子的输运。将该正极材料应用于钠离子二次电池，容量保持率高，且循环寿命较好，倍率性能优异，具有较好的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池，具体涉及一种具有阴离子氧化还原活性的正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、钠离子电池具有资源丰富，成本低，且可继续延用锂电池的产线等优势，在a00级低速汽车和大规模储能领域具备广阔的应用前景。但由于钠离子电池体系相比主流的锂离子电池体系的理论能量密度低，要提高此体系的竞争力，就需要尽可能地提升电极材料的工作电位和比容量/体积容量，以大幅度降低电池组的成本。

2、目前主流提升材料容量的方式，一种方式是在层状材料体系中加入ni，co过渡金属提升电极材料的容量与工作电位，但ni，co的含量提高会大幅提升材料的成本，更高截止电压也可能会削弱材料的结构稳定性。另一种方式是进一步利用阴离子氧化还原电对，提升材料的容量。与锂电池材料中富锂材料类似，在过渡金属层中引入“li-o-li”构型让稳定的tm与o的杂化轨道附近出现o的非键轨道，在之后关于钠离子电池的报道中发现“a-o-na”(其中a为li，mg，zn，cu，或者是空位)构型的出现也可产生上述电子结构。考虑到层状氧化物中不同相结构(p2，p3和o3)叠加组分调控和对表界面的改性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学通式为Nay[Li0.2Mn0.8-xMx]O2；其中，M为过渡金属离子，且0.1≤x≤0.3，y值由化合价电荷平衡确定；所述正极材料为P3相构型，具有片层状结构，属R-3m空间群。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的平均粒径为5-7μm。

3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述过渡金属离子选自Ni2+，Cu2+，Mn2+，Zn2+，Fe3+，Zr4+，Ti4+中的至少一种。

4.一种如权利要求1至3任意一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为固相法或...

【技术特征摘要】

1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学通式为nay[li0.2mn0.8-xmx]o2；其中，m为过渡金属离子，且0.1≤x≤0.3，y值由化合价电荷平衡确定；所述正极材料为p3相构型，具有片层状结构，属r-3m空间群。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的平均粒径为5-7μm。

3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述过渡金属离子选自ni2+，cu2+，mn2+，zn2+，fe3+，zr4+，ti4+中的至少一种。

4.一种如权利要求1至3任意一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为固相法或共沉淀法；

5.根据权利要求4所述的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(11)和步骤(22)中，所述钠源和钠盐均为碳酸钠，所述锂源和锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢侠，段兴祎，石元盛，迪力夏提·木合塔尔，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：